KR100319718B1 - 서멀프린트헤드,서멀프린트헤드의제조방법,기록장치,소결체및타깃 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 팩시밀리 또는 공판 인쇄 등으로 대표되는 각종 OA 기기에 사용되는 서멀프린트헤드, 상기 서멀프린트헤드의 제조방법, 상기 서멀프린트헤드를 사용한 기록장치, 상기 서멀프린트 헤드를 구성하는 보호층이나 발열저항체 바탕층을 형성할 때 적절하게 사용할 수 있는 소결체 및 타깃에 관한 것으로서, 서멀헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층을 스퍼터링에 의해 제조하는 방법에서, 타깃은 질화규소·이산화규소·산화마그네슘 분말체의 소결체이고 상기 분말체의 입자직경을 조정함으로써 스퍼터링 중에 타깃의 일부가 떨어져 나가는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

서멀프린트헤드, 서멀프린트헤드의 제조방법, 기록장치, 소결체 및 타깃{THERMAL PRINTING HEAD, PROCESS FOR PRODUCING THERMAL PRINTING HEAD, RECORDER, SINTER AND TARGET}
최근, 서멀프린트헤드는 저소음, 저유지비용 및 저운영비용 등의 이점이 있는 점에서, 팩시밀리 또는 공판 인쇄 등의 각종 OA기기의 감열식 기록장치에 많이 사용되어 왔다.
일반적으로, 서멀 프린트 헤드는 다음과 같은 구성으로 이루어져 있다. 즉, 알루미나 기체(基體) 상에 글레이즈 유리층을 형성하고, 글레이즈 유리층 상에 발열저항체층 및 알루미늄 등의 도전층을 형성한 후, 사진식각(photoengraving) 공정에 의해 발열저항체 및 전극을 형성한다. 또한, 발열저항체 및 전극을 피복하여보호하기 위한 보호층을 스퍼터법 등의 박막형성기술에 의해 형성한 구성이다. 또한, 글레이즈 유리층으로부터 발열저항체로의 산소의 확산을 방지하고, 발열저항체의 특성을 유지하기 위해서, 알루미나 기체 상에 형성한 글레이즈 유리층과 발열저항체의 사이에 발열저항체 바탕층을 더 형성하는 경우도 있다.
그런데, 보호층이나 발열저항체 바탕층의 형성은 예를 들어 질화규소와 이산화규소로 이루어진 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링법 등의 박막형성기술에 의해 실시되고 있지만, 보호층이나 발열저항체 바탕층의 형성시에, 보호층이나 발열저항체 바탕층에 이물질(스플래쉬)이 끼어들어가는 경우가 있다. 상기 이물질은 서멀프린트헤드의 제조 환경중에 존재하는 부유분진, 제조장치 또는 인체 등으로부터의 발진물이, 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층의 상하층 및 층 사이에 부착한 것이다. 특히, 이물질의 발생원으로서 문제가 되고 있는 것으로서, 타깃으로서 사용하는 소결체를 들 수 있다.
즉, 서멀프린트헤드의 제조환경은 클린룸 등의 청정화 기술의 진보에 의해, 종래에 비해 한층 더 높은 청정도가 유지되도록 이루어져 있고, 부유분진이나 제조장치 또는 인체 등으로부터의 발진물은 그 대다수가 제거되도록 이루어져 있다. 그러나, 스퍼터링법 등에 의해 보호층이나 발열저항체 바탕층을 형성할 때 타깃인 소결체에서 비산(飛散)하여 보호층이나 발열저항체 바탕층에 부착하는 이물은 제거하는 것이 곤란하고, 따라서 소결체에서 비산한 이물질은 보호층이나 발열저항체 바탕층에 부착하여 끼어 들어가는 것이다.
타깃인 소결체로부터 이물질이 발생하는 원인으로서는 소결체를 구성하는 입자의 크기의 차이나 빈 구멍 등에 의한 소결체의 부분적인 밀도의 차이에 의해, 박막 형성시에 소결체로부터 소비되는 원자에 부역적(部域的)인 편향이 생기는 결과, 소결체의 표면에 미소한 오목볼록부가 발생하고, 특히 볼록부에 발생하는 이상방전에 의해 소결체의 일부가 떨어져 나가게 된다. 즉, 떨어져 나간 소결체의 일부가 이물질로서 소결체에서 비산하여, 보호층이나 발열저항체 바탕층에 부착한다.
이렇게 하여, 보호층에 소결체의 일부가 이물질로서 끼어 들어간 서멀프린트헤드에서는 이물질과 기록매체의 접촉에 의해 이물질이 보호층에서 떨어져 나가게 되고 보호층에서의 이물질이 떨어져 나간 부위에 핀홀이 생긴다. 또한, 떨어져 나간 이물질이 그 부위의 주변에 끼어 들어간 경우에는 주변부의 보호층이 파괴된다.
이렇게 하여 생긴 핀홀이나 보호층의 파괴부에는 수분이나 부식성 물질 등이 진입하기 쉽고, 전극이나 발열저항체의 부식, 열화가 진행하여 서멀프린트헤드로서의 특성이 손상되는 문제가 있었다.
또한, 발열저항체 바탕층에 이물질이 끼어 들어간 경우에는 특히 발열저항체 바탕층 상에 형성된 발열저항체층 등에 결함이 생기므로, 발열저항체의 저항값 등의 특성에 이상이 발생하거나 발열저항체의 수명 등의 품질이 나빠지는 문제가 있었다.
또한, 기록장치에 탑재한 서멀프린트헤드의 특성 또는 수명 등의 품질에 영향이 생김으로써 기록장치 보다 기록매체에 기록되는 화상의 화질이 저하하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 보호층 및발열저항체 바탕층에 생기는 핀홀이나 보호층 및 발열저항체 바탕층의 파괴가 감소되는 동시에 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 발열저항체의 특성 및 품질이 유지되고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보호층에 생기는 핀홀이나 보호층의 파괴를 감소시킴과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 발열저항체의 특성 및 품질이 유지되고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 발열저항체의 특성 및 품질이 유지되고 신뢰성이 높고 고품위의 서멀프린트헤드를 탑재하고, 화질이 높은 기록화상을 안정적으로 출력하는 기록장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보호층에 생기는 핀홀이나 보호층의 파괴를 감소시킴과 동시에 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 탑재하고, 화질이 높은 기록화상을 안정적으로 출력하는 기록장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 적절하게 적용하는 것이 가능한 소결체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 적절하게 적용하는 것이 가능한 타깃을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 팩시밀리 또는 공판 인쇄 등으로 대표되는 각종 OA 기기에 사용되는 서멀프린트헤드, 상기 서멀프린트헤드의 제조방법, 상기 서멀프린트헤드를 사용한 기록장치, 상기 서멀프린트헤드를 구성하는 보호층이나 발열저항체 바탕층을 형성할 때 적절하게 사용할 수 있는 소결체(燒結體) 및 타깃에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 서멀프린트헤드의 한 실시예를 도시한 도면,
도 2는 스퍼터링 장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 의한 서멀프린트헤드의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 4는 막 두께의 개념을 도시한 도면,
도 5는 소결체의 원료가 되는 분말체로 첨가된 산화마그네슘의 평균입자직경과 소결체의 밀도의 관계 및 산화마그네슘의 평균입자직경과 상기 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도의 관계를 도시한 도면,
도 6은 소결체의 원료가 되는 분말체에 첨가된 산화마그네슘의 첨가량과 소결체의 밀도의 관계 및 산화마그네슘의 첨가량과 상기 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도의 관계를 도시한 도면, 및
도 7은 기록장치의 한 구성예를 도시한 도면이다.
본원 제 1 발명에 관한 서멀프린트헤드는 지지기판과, 상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하의 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 1 발명에 의한 서멀프린트헤드에 의하면 발열저항체 및 전극을 피복하는 보호층을 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 형성함으로써, 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 이물질의 부착이 억제된 보호층을 얻을 수 있다.
또한, 본원 제 2 발명에 관한 서멀프린트헤드는 지지기판과 상기 지지기판상에 배치한 글레이즈 유리층과 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 글레이즈 유리층상에 형성한 발열저항체 바탕층과 상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 2 발명에 의한 서멀프린트헤드에 의하면, 글레이즈 유리층 상의 발열저항체 바탕층과, 발열저항체 및 전극을 피복하는 보호층을 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 형성함으로써 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 이물질의 부착이 억제된 발열저항체 바탕층 및 보호층을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 보호층 및 발열저항체 바탕층에 이물질이 끼어 들어가면 서멀프린트헤드에 구조적 및 기능적인 결함이 생긴다. 그러나, 본원 제 1 및 제 2 서멀프린트헤드에 의하면 보호층으로의 이물질의 부착이 억제되므로, 상기 보호막의 경도나 내마모성에 뛰어난 동시에 표면의 상태나 막 두께의 균일성도 뛰어나므로 내환경성, 내구성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본원 제 2 서멀프린트헤드에 의하면 발열저항체 바탕층으로의 이물의 부착이 억제되므로, 상기 발열저항체 바탕층의 표면의 상태나 막두께의 균일성이 뛰어나 발열저항체의 막 두께를 균일화할 수 있으므로, 상기 발열저항체의 부분마다의 저항값의 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 발열저항체 바탕층은 화학적 및 물리적인 안정성에 뛰어나므로 발열저항체의 경시적인 열화를 방지할 수 있고, 발열저항체의 수명을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 발열저항체 바탕층은 글레이즈 유리층으로부터의 산소 등의 확산을 효과적으로 차단할 수 있으므로, 글레이즈 유리층에 기인하는 발열저항체의 저항값의 변동을 억제하는 것이 가능해진다.
여기에서, 물질의 표면은 어느 물체가 진공중에 놓인 경우 물체를 구성하는 원자의 중심에서 보아, 적어도 특정한 방향으로는 충분한 거리 사이에, 다른 원자를 찾을 수 없는 표면원자의 집합으로서 규정할 수 있다. 또한, 막두께는 도 4에 도시한 바와 같이 기판(18)의 한쪽의 표면원자의 집합(GS)의 평균면으로서 규정되는 기판면(Ss)과, 기판(18)과 반대측에 있는 박막(19)의 표면의 평균면으로서 규정되는 박막(19)의 형상표면(ST)과의 조합에 의해 설정되는 형상 막두께(dT)에 의해 규정하는 것으로 한다. 또한, 대상으로 하는 모든 표면원자의 집합(G)이 있을 때, 임의의 평면(S)을 상정하여 G의 모든 점으로부터 거리의 제곱의 합이 최소가 되도록 S의 위치를 결정했을 때 상기 S를 G의 평균면으로 한다.
본원 제 1 및 제 2 발명에서의 서멀프린트헤드에 의하면 보호층 및 발열저항체 바탕층의 막두께는 통상, 1.0∼10.0㎛ 및 1.0∼5.0㎛가 되도록 형성되지만, 이 때 보호층의 표면(발열저항체 및 전극에 대향하는 표면원자의 집합) 상의 점과 보호층의 형상표면의 거리(예를 들어, 표 4의 d1,d2등)는 0.1∼0.5㎛, 발열저항체 바탕층의 표면(글레이즈 유리층에 대향하는 표면원자의 집합) 상의 점과 발열저항체 바탕층의 형상표면의 거리는 0.1∼0.5㎛의 범위 내에 포함되도록 형성되어 있다.
본원 제 1 및 제 2 발명에서의 서멀프린트헤드에서 보호층 및 발열저항체 바탕층의 형성에 사용하는 타깃, 즉 소결체는 질화규소 및 이산화규소를 주성분으로 하고 있지만, 소결체의 원료가 되는 분말에는 평균입자직경이 1㎛ 이하인 산화마그네슘을 첨가하고 있다. 따라서, 타깃의 밀도가 향상하고 스퍼터링시에 이물질(스플래쉬)의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 소결체의 원료가 되는 분말에 평균입자직경이 1㎛이하인 산화마그네슘을 첨가함으로써 상기 소결체를 사용한 스퍼터링에 의해 형성되는 박막의 경도도 높아진다. 타깃의 밀도를 향상시키고, 스퍼터링시에 이물질의 발생을 억제하기 위해, 소결체의 원료가 되는 분말에 첨가하는 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.1∼0.5㎛으로 하면 보다 바람직하다. 이점에 대해서 자세히 설명하도록 하겠다.
도 5에 소결체의 원료가 되는 분말체에 첨가된 산화마그네슘의 평균입자직경과 소결체의 밀도의 관계(도면 중, 실선으로 표기) 및 산화마그네슘의 평균입자직경과 상기 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도와의 관계(도면 중, 점선으로 표기)를 도시한다. 또한, 도 5에서 산화마그네슘의 첨가량은 분말체의 0.5중량%가 되도록 고정되었다. 또한, 소결체는 냉간압연(cold press)에 의해 성형된 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 소결체의 대이론밀도비는 산화마그네슘의 평균입자직경이 0.04㎛의 부근에서 최대가 되고 산화마그네슘의 평균입자직경이 커짐에 따라서 약간씩 감소한다. 산화마그네슘의 평균입자직경이 1㎛ 이하인 경우에는 소결체의 대이론밀도비는 90%의 근방에 위치하는 값이 되고 있지만, 산화마그네슘의 평균입자직경이 1㎛를 상회하면, 얻어지는 소결체의 이론밀도비는 작아진다. 한편, 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도는 산화마그네슘의 평균입자직경이 1㎛이하이면 거의 일정하지만, 산화마그네슘의 평균입자직경이 1㎛를 초과하면 급격하게 작아진다. 따라서, 산화마그네슘의평균입자직경을 1㎛이하로 함으로써 대이론밀도비가 큰 소결체를 얻을 수 있고 상기 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링시에 이물질(스플래쉬)의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도도 최대값의 근방으로 고정한다. 또한, 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.1∼0.5㎛로 설정함으로써 대이론밀도비가 큰 소결체를 안정적으로 얻을 수 있고, 상기 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링시에 이물질(스플래쉬)의 발생을 억제하는 것이 확실히 가능해진다. 또한, 동시에 상기 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도도 최대값의 근방으로 확실하게 고정하게 된다. 또한, 도 5에서의 결과는 스퍼터링의 종류에 따르지 않고 거의 동일한 경향을 나타냈다. 또한, 평균입자직경은 분말체를 구성하는 재료 단체(單體)의 직경의 평균으로서 정의된다.
또한, 소결체의 원료가 되는 분말체에 산화마그네슘을 첨가하는 경우에는 소결체의 밀도를 현저하게 향상시키고 상기 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 성막한 박막의 경도를 유지하는 관점에서, 분말중의 산화마그네슘의 첨가량을 0.01∼5.0중량%, 바람직한 것은 0.1∼0.5중량%로 하는 것이 바람직하다. 다음에 이 점에 대해서 자세히 설명한다.
도 6에, 소결체의 원료가 되는 분말체에 첨가된 산화마그네슘의 첨가량과 소결체의 밀도의 관계(도면 중, 실선으로 표기) 및 산화마그네슘의 첨가량과 상기 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도의 관계(도면 중, 점선으로 표기)를 나타낸다. 또한, 도 6에서는 첨가된 산화마그네슘의 평균입자직경은 0.1㎛로 고정되었다. 또한, 소결체는 냉간압연에 의해 성형된 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이 소결체의 대이론밀도비는 산화마그네슘이 첨가됨에 따라 급격하게 커지고 산화마그네슘의 첨가량이 0.3중량%의 부근에서 최대가 되지만, 이후는 산화마그네슘의 첨가량이 커짐에 따라서 감소한다. 한편, 산화마그네슘을 첨가하여 얻은 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도는 산화마그네슘이 첨가됨에 따라서 커지고 산화마그네슘의 첨가량이 6중량%의 근방까지는 거의 일정하지만, 산화마그네슘의 첨가량이 6중량%를 초과하면 급격하게 작아진다. 따라서, 산화마그네슘의 첨가량을 0.01∼5.0중량%로 함으로써, 대이론밀도비가 큰 소결체를 얻을 수 있고, 상기 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링시에 이물질(스플래쉬)의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도도 최대값의 근방에 고정하게 된다. 또한, 산화마그네슘의 첨가량을 0.1∼0.5중량%로 설정함으로써 소결체에 최대의 대이론밀도비를 부여할 수 있고 대이론밀도비가 큰 소결체를 안정적으로 얻을 수 있으며, 상기 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링시에 이물질(스플래쉬)의 발생을 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 소결체를 타깃으로서 사용하여 형성된 박막의 경도도 최대값의 근방에 확실하게 고정하게 된다. 또한, 도 6에서의 결과는 스퍼터링의 종류에 따르지 않고 거의 동일한 경향을 나타냈다.
그런데, 일반적으로 보호층 및 발열저항체 바탕층에 포함되는 마그네슘의 양이나 조성은 스퍼터링의 방법이나 온도, 기상(氣相) 등으로 대표되는 스퍼터링의 환경 등에 의해 스퍼터비가 변동하는 것에서 동일한 타깃을 사용한 경우에도 변동하지만, 본원 제 1 및 제 2 발명에서의 서멀프린트헤드에서는 소결체의 원료가 되는 분말체 중에서의 산화마그네슘의 첨가량을 0.01∼5.0중량%로 함으로써, 형성된 보호층 및 발열저항체 바탕층은 0.01∼3.0원자%인 마그네슘을 함유하는 것이 된다.
또한, 상기 보호층 및 발열저항체 바탕층은 SiMgxNyOz(0.01≤x≤1.5, 0.1≤y≤3.0, 0.1≤z≤2.0)로 나타나는 조성을 갖게 된다. 또한, 본원 제 1 및 제 2 발명의 서멀프린트헤드에서 스퍼터링법으로서는 고주파(RF) 스퍼터링법, 마그네트론 스퍼터링법 또는 반응성 스퍼터링법 등을 적절하게 사용할 수 있다.
본원 제 1 및 제 2 발명의 서멀프린트헤드에서 지지기판으로서 통상 알루미나 세라믹스 등의 기판이 사용되지만 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 글레이즈 유리층을 설치하는 경우에는 예를 들어 이산화규소 또는 이산화규소에 칼슘, 바륨, 알루미늄, 스트론튬 등을 혼합한 것이 사용되지만 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 서멀프린트헤드의 저항값의 상승을 방지하는 것으로부터, 글레이즈 유리층의 유리전이점은 670℃ 이상인 것이 바람직하다. 글레이즈 유리층의 막두께는 통상, 10∼100㎛ 정도로 형성된다. 또한, 발열저항체로서는 니켈, 크롬, 탄탈 등의 안정성이 높은 금속재료의 질화물이나 Ta-SiO2, Nb-SiO2, Ti-SiO2등의 각종 서멧(cermet)재료를 적절하게 사용할 수 있다. 한편, 전극으로서는 일반적으로 사용되고 있는 Al, Al-Si, Al-Si-Cu 등이 사용되지만 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 일반적으로 발열저항체의 막두께는 0.1∼1㎛, 전극의 막두께는 1∼3㎛정도로 형성된다.
또한, 본원 제 1 발명에 의한 서멀프린트헤드에서는 발열저항체에서 발생하는 열의 유지력을 증대시킬 목적에서 지지기판상에 글레이즈 유리층을 설치할 수 있다.
본원 제 3 발명에 관한 서멀프린트헤드의 제조방법은 지지기판상에 발열저항체를 배치하는 공정과, 상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 3 발명에 의한 서멀프린트헤드의 제조방법에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시함으로써 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 이물질이 끼어 들어가는 것이 억제된 보호층에 의해 발열저항체 및 전극을 피복할 수 있다.
또한, 본원 제 4 발명에 관한 서멀프린트헤드의 제조방법은 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 발열저항체를 배치하는 공정과, 상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 4 발명에 의한 서멀프린트헤드의 제조방법에 의하면 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 발열저항체를 배치함으로써 발열저항체에서 발생하는 열량을 유지할 수 있다. 또한, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시함으로써 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 이물질의 부착의 억제된 보호층에 의해 발열저항체 및 전극을 피복할 수 있다.
또한, 본원 제 5 발명에 관한 서멀프린트헤드의 제조방법은 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 발열저항체 바탕층을 형성하는 공정과, 상기 발열저항체 바탕층 상에 발열저항체를 배치하는 공정과, 상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하의 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로서 스퍼터링을 실시하고 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 5 발명에 의한 서멀프린트헤드의 제조방법에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시함으로써 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 이물질의 부착이 억제된 발열저항체 바탕층을 형성할 수 있다. 또한, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 0.1㎛ 이항의 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시함으로써 타깃에 기인하는 이물질(스플래쉬)의 발생이 억제되므로, 이물질이 끼어 들어가는 것이 억제된 보호층에 의해 발열저항체 및 전극을 피복할 수있다.
본원 제 3∼5의 발명에서의 서멀프린트헤드의 제조방법에서 서멀프린트헤드의 보호층 및 발열저항체 바탕층은 타깃으로부터 비산하는 이물질을 감소시키기 위해, 통상의 구성 성분인 질화규소 및 이산화규소에 평균입자직경이 0.1㎛이하, 바람직한 것은 평균입자직경이 0.1∼0.5㎛인 산화마그네슘을 첨가한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링법에 의해 형성된다. 즉, 본원 제 3∼5 발명의 서멀프린트헤드의 제조방법에서는 평균입자직경이 0.1㎛이하, 바람직한 것은 평균입자직경이 0.1∼0.5㎛의 산화마그네슘에 의해 빈 구멍이 감소되고 밀도가 높아진 소결체가 타깃으로서 준비된다. 다음에, 상기 타깃을 사용하여 스퍼터링이 실시되지만 이 때 타깃인 소결체의 표면으로부터 원자가 거의 균일하게 소비되고, 또한 빈 구멍이 감소되어 있으므로 소결체의 표면의 미세한 오목 볼록 등에 기인하는 이상 방전 등에 의한 이물질의 발생이 방지된다. 그리고, 이물질의 부착과 끼어 들어가는 것이 거의 해소됨과 동시에 균일한 막 두께를 갖는 보호층 및 발열저항체 바탕층이 형성된다.
일반적으로 질화물은 산화물에 비해 구성 이온의 체적확산속도가 작으므로, 소결체에 빈 구멍이 생기고 이론밀도에 가까운 밀도를 갖는 소결체를 얻는 것은 어렵다. 그러나, 소결보조제로서 평균입자직경이 0.1㎛이하, 바람직한 것은 평균입자직경이 0.1∼0.5㎛인 산화마그네슘을 첨가함으로써 소결체에 발생하는 빈 구멍을 감소시켜 소결체의 밀도를 이론밀도의 근방에까지 올릴 수 있게 된다. 타깃으로서 사용되는 소결체의 밀도를 향상시키기 위해서는 산화마그네슘의 평균입자직경을1.0㎛ 이하로 한다. 상술한 바와 같이, 산화마그네슘의 평균입자직경이 1.0㎛를 상회하면 타깃으로서 사용하는 소결체의 밀도를 크게 향상시키는 것이 곤란해진다. 또한, 소결체의 원료가 되는 분말체의 평균입자직경을 10㎛이하, 바람직한 것은 1㎛정도 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 입자체의 입자직경을 조정함으로써 타깃으로서 사용되는 소결체의 밀도는 이론밀도의 근방에 더욱 근접하므로, 스퍼터링시에 이물질의 발생을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능해지고, 이물질의 부착과 끼어 들어가는 것이 거의 해소된 보호층 및 발열저항체 바탕층을 형성할 수 있다. 또한, 형성된 보호층 및 발열저항체 바탕층의 화학적인 안정성이나 경도 등의 물리적인 특성도 뛰어난 것이 된다.
또한, 본원 제 3∼5의 발명에서 산화마그네슘은 소결체의 원료가 되는 분말체의 0.01∼5.0중량%, 보다 바람직한 것은 분말체의 0.1∼0.5중량%가 되도록 첨가되는 것이 바람직하다. 산화마그네슘을 5.0중량% 이상 첨가한 경우에는, 산화마그네슘을 첨가함에 따라서 소결체의 밀도가 감소하고, 또한 얻어지는 보호층 및 발열저항체 바탕층의 경도가 저하한다. 또한, 소결체의 원료가 되는 분말체에 대해 산화마그네슘의 첨가량을 0.01중량% 이하로 한 경우에는, 타깃으로서 사용하는 소결체의 밀도를 현저하게 향상시키는 것이 곤란해진다. 이 점에 대해서는 상술한 바와 같다. 또한 소결체의 원료가 되는 분말체 중의 질화규소 및 이산화규소의 비율은 질화규소가 분말체의 65∼80중량%, 이산화규소가 분말체의 35∼20중량%를 차지하는 것이 된다.
또한, 본원 제 6 발명에 관한 기록장치는 지지기판과, 상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 서멀프린트헤드를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 6 발명에 의한 기록장치에 의하면, 발열저항체 및 전극을 피복하는 보호층을 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 형성한 서멀프린트헤드를 탑재함으로써, 보호층으로 이물질이 끼어 들어감에 기인한 서멀프린트헤드의 파손 및 특성의 악화가 억제되므로, 화질이 높은 기록화상을 안정적으로 출력할 수 있다.
또한, 본원 제 7 발명에 관한 기록장치는 지지기판과, 상기 지지기판상에 배치한 글레이즈 유리층과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 상기 글레이즈 유리층 상에 형성한 발열저항체 바탕층과, 상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 서멀프린트헤드를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 7 발명에 의한 기록장치에 의하면, 글레이즈 유리층 상의 발열저항체 바탕층과 발열저항체 및 전극을 피복하는 보호층을 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 형성한 서멀프린트헤드를 탑재함으로써, 발열저항체 바탕층 및 보호층으로 이물질이 끼어 들어가는 것에 기인한 서멀프린트헤드의 파손 및 특성의 악화가 억제되므로, 화질이 높은 기록화상을 안정적으로 출력할 수 있다.
본원 제 6 및 제 7 발명에 의한 기록장치는, 서멀프린트헤드에 의해 기록매체에 화상을 기록하도록 구성된 것이면 한정되는 것은 아니다. 여기에서 도 7에 본원 제 6 및 제 7 발명에 의한 기록장치의 한 구성예를 도시한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 구성에 의한 기록장치는 크게 나누어 인자부(21) 및 반송부(22)로 이루어진 구성부와, 상기 구성부를 제어하는 제어부로 이루어진 컨트롤 회로(23), 컨트롤 회로(23)와 접속된 조작 패널부(24) 및 전원부(25)로 이루어져 있다. 그리고, 인자부(21)는 전사매체에 프린트를 실시하는 서멀프린트헤드(26), 서멀프린트헤드(26)의 위치결정을 실시하는 홈포지션 검출기(27), 서멀프린트헤드(26)와 전사매체의 접촉을 감지하는 헤드접촉솔레노이드(28), 잉크리본을 서멀헤드프린트헤드(26)에 공급하는 리본필드모터(29), 스페이스모터(30)등으로 구성되어 있다. 또한, 반송부(22)는 전사매체를 보내는 종이공급모터(31) 및 전사매체의 단락을 검출하는 종이 없음 검출기(32) 등으로 구성되어 있다.
본 형태의 기록장치에서는 기록신호가 입력되면 컨트롤회로(23)에 구비된 CPU와 병렬/직렬 변환회로 사이에서 기록신호가 프린트용 기록 데이터로 변환되어 각 모터가 구동되는 동시에 기록데이터에 따라, 또한 제어프로그램에 기초하여 서멀프린트헤드(26)가 구동되어 프린트가 이루어진다.
기록장치의 형태로서는 컴퓨터 등의 정보처리기기의 화상출력단말로서 일체로 또는 별체로 설치되는 것이어도 좋고, 판독기 등과 조합시킨 복사장치, 송수신 기능을 갖는 팩시밀리 장치, 공판인쇄에 사용되는 공판인쇄장치의 형태를 갖는 것이도 좋다.
또한, 본원 제 8 발명에 관한 소결체는 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하의 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결하여 제조된 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 8 발명에 의한 소결체에서는 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결함으로써 빈 구멍을 감소시킬 수 있으므로, 이론밀도에 가까운 밀도를 갖는 소결체를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본원 제 9 발명에 관한 소결체는, SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 9 발명에 의한 소결체에서는 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 가짐으로써 빈 구멍을 감소시킬 수 있으므로, 이론밀도에 가까운 밀도를 갖는 것이 가능해진다.
또한, 본원 제 10 발명에 관한 타깃은 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결하여 제조된 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 10 발명에 의한 타깃에서는 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결함으로써 빈 구멍을 감소시킬 수 있으므로, 이론밀도에 가까운 밀도를 갖는 소결체를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본원 제 11 발명에 관한 타깃은 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
본원 제 11 발명에 의한 타깃에서는 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 가짐으로써 빈 구멍을 감소시킬 수 있으므로, 이론밀도에 가까운 밀도를 갖는 것이 가능해진다.
본원 제 8 발명에 의한 소결체 및 본원 제 10 발명에 의한 타깃에서는 소결보조제로서 평균입자직경이 1.0㎛ 이하, 바람직한 것은 평균입자직경이 0.1∼0.5㎛인 산화마그네슘을 첨가함으로써 소결체 및 타깃에 발생하는 빈 구멍을 감소시키고, 밀도를 이론밀도의 근방까지 올리는 것이 가능해진다. 산화마그네슘은 소결체 및 타깃의 원료가 되는 분말체의 0.01∼5.0중량%, 보다 바람직한 것은 분말체의 0.1∼0.5중량%가 되도록 첨가된다. 소결체 및 타깃의 원료가 되는 분말체에 대해 산화마그네슘의 첨가량을 0.01중량% 이하로 한 경우에는, 소결체 및 타깃의 밀도를 현저하게 향상시키는 것이 곤란해진다. 또한, 상기 분말체에 대해서 산화마그네슘의 첨가량을 5.0중량% 이상으로 한 경우에는 산화마그네슘을 첨가함에 따라서 소결체 및 타깃의 밀도가 저하되고 상기 타깃에 의해 형성되는 박막의 경도가 저하된다. 또한, 상기 분말체 중의 질화규소 및 이산화규소의 비율은 질화규소가 분말체의 65∼80중량%, 이산화규소가 분말체의 35∼20중량%이다. 상기 분말체를 소결할 때에는 분말체의 평균입자직경을 10㎛이하, 바람직한 것은 1㎛ 정도 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 분말체의 입자직경을 조정함으로써 소결체 및 타깃의 밀도를 이론 밀도의 근방에 더욱 근접시킬 수 있다.
소결체 및 타깃을 제조할 때, 상기 소결체 및 타깃의 원료가 되는 분말체는 미리 각 성분을 소정의 입자직경으로 조정한 후 혼합해도 좋고, 각 성분을 혼합한 후 예를 들어 볼밀(ball mill) 등에 의해 분쇄, 혼합하여 소정의 입자직경으로 조정해도 좋다. 소결은 통상 분말체를 냉간압연 후에, 1700℃ 전후에서 수시간 소성함으로써 실시되지만, 얻어지는 소결체 및 타깃의 밀도가 높아지는 것이면 특별히 한정은 되지는 않고 예를 들면 가압소결을 사용하는 것도 가능하다. 이렇게 하여 제조된 소결체 및 타깃은 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 갖는 것이 된다. 또한, 본원 제 8 및 제 9 발명에 의한 소결체 및 본원 제 10 및 제 11 발명에 의한 타깃에서는, 상기 소결체 및 상기 타깃은 대이론밀도비(이론상 산출되는 최대의 밀도에 대한 비율)의 80∼95%까지 밀도를 높일 수 있다.
이하에, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호를 붙여 도시한다.
(실시예 1 및 비교예 1)
도 1은 본 발명의 서멀프린트헤드의 한 실시예를 도시한 도면이다.
알루미나 세라믹스로 만든 지지기판(1)상에 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2)상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고, 발열저항체층(3) 상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 사진식각공정(Photoengraving Process)을 사용하여 형성했다. 그리고, 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을, 이하에 도시한 바와 같이 형성했다.
처음에, 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.6중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 24.9중량%, 평균입자직경 0.5㎛인 산화마그네슘 0.5중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(실시예 1). 한편, 종래와 동일하게 평균입자직경 1㎛인 질화규소 75중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 25중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(비교예 1). 또한, 질화규소 및 산화마그네슘의 순도는 99.99%, 이산화규소의 순도는 99.9%이다.
다음에 이들 소결재를 압력 10MPa에서 냉간압연한 후, 1기압의 질소분위기 중, 1700℃ 전후의 범위내의 온도로 5시간 유지하여 소결하고, 810㎜ ×45㎜ ×10㎜의 소결체 즉 타깃을 얻었다. 이 소결체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정한 바, 각각 2.6g/㎤(실시예 1, 대이론밀도비 약 90%) 및 1.6g/㎤(비교예 1, 대이론밀도비 약 55%)이고 산화마그네슘의 첨가에 의해 소결체의 밀도가 대폭 향상되고 있었다.
계속해서 도 2에 도시한 바와 같이 이 소결체를 타깃으로서 고주파 2극 스퍼터링에 의해 보호층(7)을 형성했다. 즉, 개별 전극(5) 및 공통전극(6)이 형성된 서멀프린트헤드(8)를 스퍼터링 장치(9) 내의 재치대(10)상에 재치하고, 타깃 유지부(11)에 유지한 타깃(12)으로부터 시료를 증발시켜, 서멀프린트헤드의 발열부(4),개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 형성했다. 또한, 도 2에서, "13"은 RF전원, "14"는 가스도입구, "15"는 가스유량을 조정하는 링밸브 및 "16"은 가스배출구이다. 또한, 스퍼터링은 아르곤 분위기하(유량 250sccm), 압력 0.3∼0.47Pa, 인가 전력 3∼5kW의 조건에서 4시간에 걸쳐 실시했다. 또한, 타깃과 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6) 간의 거리는 약 4.0㎝이다. 이렇게 하여 형성된 보호막(7)의 막두께가 약 3㎛인 서멀프린트헤드를 얻었다.
형성한 2종류의 보호층(7)에 대해서 이물질이 끼어드는 수를 현미경 관찰로 계측한 바, 산화마그네슘을 첨가한 타깃을 사용하여 형성된 보호층(7)(실시예 1)는 종래의 타깃을 사용하여 형성된 보호층(7)(비교예 1)에 비해, 끼어 들어간 이물질의 수가 약 1/10으로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 시료로서 질량분석계에서 원소분석을 실시한 바, 실시예 1의 보호층(7)에서는 마그네슘이 1원자%, 규소, 산소 및 질소가 각각 42,25 및 32원자%의 비율로 검출되었다. 한편, 비교예 1의 보호층(7)에서는 규소, 산소, 질소가 각각 42,26,32 원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 각각의 보호층(7)의 경도를 누프경도(Knoop hardness) 및 비커스 경도(Vickers hardness)로 측정한 바, 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(실시예 1)은 종래의 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(비교예 1)에 비해, 경도가 상승하고 있었다. 이것은 산화마그네슘의 첨가에 의해, 밀도가 대폭 향상한 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링했으므로, 형성된 보호층의 밀도가 종래의 보호층에 비해 높아졌기 때문이라고 추측된다.
다음에 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스 테스트를 실시한 바, 종래의 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(비교예 1)에 비해 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(실시예 1)의 내크랙성은 향상되고, 수명이 긴 보호층이 되어 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에 열펄스를 가하고, 저항값의 변화를 조사한 바, 종래의 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(비교예 1)을 갖는 서멀프린트헤드에 비해, 산화마그네슘을 첨가한 타깃을 사용하여 형성된 보호층(7)(실시예 1)을 갖는 서멀프린트헤드의 저항값의 변화가 적고, 서멀프린트헤드의 특성은 향상하고 있었다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에 실시예 1 및 비교예 1의 서멀프린트헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 1의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치는 비교예 1의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해 장기간에 걸쳐 화질이 높은 기록화상을 출력할 수 있었다.
(실시예 2 및 비교예 2)
도 3은 본 발명의 구성의 다른 한 실시예를 도시한 도면이다.
알루미나 세라믹스로 만든 지지기판(1) 상에 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2) 상에 약 4㎛의 막두께의 발열저항체 바탕층(17)을 형성했다. 즉, 실시예 1과 동일한 타깃재를 사용하여 형성한 발열저항체 바탕층(17)(실시예 2), 비교예 1과 동일한 타깃재를 사용하여 형성한 발열저항체 바탕층(17)(실시예 2)이다. 또한, 스퍼터링은 도 2에 도시한 장치에서 실시하고, 스퍼터링 조건도 실시예 1 및 비교예 1과 동일하게 했다.
형성한 2종류의 발열저항체 바탕층(17)에 대해서 이물질이 끼어들어가는 수를 현미경관찰로 계측한 바, 산화마그네슘을 첨가한 타깃을 사용하여 형성된 발열저항체 바탕층(17)(실시예 2)은 종래의 타깃을 사용하여 형성된 발열저항체 바탕층(17)(비교예 2)에 비해 끼어든 이물질의 수가 약 1/10으로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 발열저항체 바탕층(17)을 시료로 하여 질량분석계에서 원소분석을 실시한 바, 실시예 2의 발열저항체 바탕층(17)에서는 마그네슘이 1원자%, 규소, 산소, 질소가 각각 42,25 및 32원자%의 비율로 검출되었다. 한편, 비교예 2의 발열저항체 바탕층(17)에서는 규소, 산소, 질소가 각각 42,26 및 32원자중량%의 비율로 검출되었다. 또한, 각각의 발열저항체 바탕층(17)의 경도를 누프 경도 및 비커스 경도로 측정한 바, 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 발열저항체 바탕층(17)(실시예 2)은 종래의 타깃에 의해 형성된 발열저항체 바탕층(17)(비교예 2)에 비해 경도가 상승하고 있었다.
다음에 각각의 발열저항체 바탕층(17) 상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고 발열저항체층(3) 상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 사진식각공정을 사용하여 형성했다.
다음에 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 실시예(2)에 대해서는 실시예 1과 동일하게 또한, 비교예 2에 대해서는 비교예 1과동일하게 하여 형성했다.
형성한 2종류의 보호층(7)에 대해서 이물질이 끼어 들어가는 수를 현미경 관찰에서 계측한 바, 산화마그네슘을 첨가한 타깃을 사용하여 형성된 보호층(7)(실시예 2)은 종래의 타깃재를 사용하여 형성된 보호층(7)(비교예 2)에 비해, 끼어 들어간 이물질의 수가 약 1/10으로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 시료로 하여 질량 분석계에서 원소분석을 한 바, 실시예 2의 보호층(7)에서는 마그네슘이 1원자%, 규소, 산소 및 질소가 각각 42, 25 및 32 원자%의 비율로 검출되었다. 한편, 비교예 2의 보호층(7)에서는 규소, 산소, 질소가 각각 42,26,32원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 각각의 보호층(7)의 경도를 누프 경도 및 비커스 경도에서 측정한 바 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(실시예 2)은 종래의 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(비교예 2)에 비해 경도가 상승하고 있었다. 이것은 상술한 바와 같이, 산화마그네슘의 첨가에 의해 밀도가 대폭 향상한 소결체를 타깃으로서 스퍼터링했으므로 형성된 보호층의 밀도가 종래의 보호층에 비해 높아졌기 때문이라고 추측된다.
다음에 이 발열저항체 바탕층(17) 및 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스 테스트를 실시한 바 종래의 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(비교예 2)에 비해 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 보호층(7)(실시예 2)의 내크랙성은 향상되고 수명이 긴 보호층이 되고 있었다.
또한, 이들 발열저항체 바탕층(17) 및 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에열펄스를 가하고 저항값의 변화를 조사한 바, 종래의 보호층(7) 및 발열저항체 바탕층(17)(비교예 2)을 갖는 서멀프린트헤드에 비해 산화마그네슘을 첨가한 타깃에 의해 형성된 보호층(7) 및 발열저항체바탕층(17)(실시예 2)을 갖는 서멀프린트헤드의 저항값의 변화가 적고 서멀프린트헤드의 특성은 향상되고 있었다. 또한, 실시예 2에 도시한 서멀프린트헤드에서 저항값의 변화는 실시예 1에 도시한 서멀프린트헤드 비해 더욱 감소하고 있었다. 이것은 산화마그네슘의 첨가에 의해 밀도가 대폭 향상한 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링했으므로, 형성된 발열저항체 바탕층의 결합이 억제되고 글레이즈 유리층으로부터 발열저항체층에서의 산소 등의 확산이 효과적으로 억제되었기 때문이라고 추측된다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에 실시예 2 및 비교예 2의 서멀프린트헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 2의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치는 비교예 2의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해 장기간에 걸쳐 화질이 높은 기록화상을 출력할 수 있었다.
(실시예 3)
도 1에 도시한 서멀프린트헤드를 제조했다. 즉, 알루미나 세라믹스로 만든 지지기판(1)상에 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2) 상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고, 발열저항체층(3)상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및공통전극(6)을 사진식각 공정을 사용하여 형성했다. 그리고, 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 이하에 도시한 바와 같이 형성했다.
처음에 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.6중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 24.9중량%, 평균입자직경 0.05㎛인 산화마그네슘 0.5중량%로 이루어진 분말체를 각각 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다. 또한, 질화규소 및 산화마그네슘의 순도는 99.99%, 이산화규소의 순도는 99.9%이다.
다음에 실시예 1과 동일하게 하고 810㎜ ×45㎜ ×10㎜의 소결체, 즉 타깃을 얻었다. 이 소결체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정한 바 2.43g/㎤(실시예 3, 대이론밀도비 약 85%)이고, 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.5㎛로 한 실시예 1 사이에서 큰 변화는 보이지 않았다.
계속해서, 실시예 1과 동일하게 하여 서멀프린트헤드(8)의 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 형성했다. 형성된 보호막(7)의 막두께는 약 3㎛였다.
형성한 보호층(7)에 대해서 이물질이 끼어들어가는 수를 현미경 관찰로 계측한 바, 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.05㎛로 조정한 타깃에 의해 형성된 실시예 3의 보호층(7)에 끼어 들어간 이물질의 수는 실시예 1에서의 보호층(7)에 끼어들어간 이물질의 수에 비해 큰 변화는 보이지 않았다.
또한 보호층(7)을 시료로 하여 질량분석계에서 원소분석을 실시한 바 실시예 3의 보호층(7)에서, 마그네슘, 규소, 산소 및 질소가 1,42,25 및 32 원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 보호층(7)의 경도를 누프경도 및 비커스 경도로 측정한 바, 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.05㎛로 조정한 타깃에 의해 형성된 실시예 3의 보호층(7)의 경도는 실시예 1에서의 보호층(7)의 경도에 비해 큰 차이는 보이지 않았다.
다음에 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스테스트를 실시한 바, 산화마그네슘의 평균입자직경을 0.05㎛로 조정한 타깃에 의해 형성된 실시예 3의 보호층(7)은 실시예 1에서의 보호층(7)에 비해 큰 차이는 보이지 않았다.
또한, 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에 열펄스를 가하고, 저항값의 변화를 조사한 바, 실시예 1의 서멀프린트헤드에 비해, 서멀프린트헤드의 특성은 거의 동등했다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에 실시예 3의 서멀프린트헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 1의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해 거의 동등한 기간에 걸쳐 화질이 높은 기록화상을 출력할 수 있었다.
따라서, 소결재에 첨가하는 산화마그네슘의 평균입자직경이 1㎛ 보다 작으면, 서멀프린트헤드의 특성 및 기록장치로부터 출력되는 기록화상의 화질은 거의 동등하다는 것을 알았다.
(실시예 4 및 비교예 3)
도 1에 도시한 서멀프린트헤드를 제조했다. 즉, 알루미나 세라믹스로 만든지지기판(1) 상에 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2) 상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고, 발열저항체층(3) 상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 사진식각공정을 사용하여 형성했다. 그리고, 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을, 이하에 도시한 바와 같이 형성했다.
처음에 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.6중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 24.9중량%, 평균입자직경 1.0㎛인 산화마그네슘 0.5중량%로 이루어진 분말체(실시예 4) 및 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.6중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 24.9중량%, 평균입자직경 5.0㎛인 산화마그네슘 0.5중량%로 이루어진 분말체(비교예 3)를 각각 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다. 또한, 질화규소 및 산화마그네슘의 순도는 99.99%, 이산화규소의 순도는 99.9%이다.
다음에 실시예 1과 동일하게 하여 810㎜ ×45㎜ ×10㎜인 소결체, 즉 타깃을 얻었다. 이 소결체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정한 바, 각각 2.43g/㎤(실시예 4, 대이론밀도비 약 85%) 및 2.25g/㎤(비교예 3, 대이론밀도비 약 79%)이고 산화마그네슘의 평균직경을 1.0㎛로 조정한 쪽이 산화마그네슘의 평균직경을 5.0㎛으로 조정한 경우에 비해 밀도가 높아져 있었다.
계속하여, 실시예 1과 동일하게 하여 서멀프린트헤드(8)의 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 형성했다. 형성된 보호막(7)의 막 두게는 약 3㎛였다.
형성한 2종류의 보호층(7)에 대해서, 이물질이 끼어 들어가는 수를 현미경 관찰에서 계측한 바 산화마그네슘의 평균입자직경을 1.0㎛로 조정한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 4)은 산화마그네슘의 평균입자직경을 5.0㎛로 조정한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 3)에 비해 끼어 들어간 이물질의 수가 약 1/1.5로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 시료로 하여 질량분석계에서 원소분석을 한 바 실시예 4 및 비교예 3의 보호층(7)에서, 마그네슘, 규소, 산소 및 질소가 1.0, 42, 25 및 32 원자%, 및 1.5, 42.5, 24 및 31 원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 각각의 보호층(7)의 경도를 누프 경도 및 비커스 경도로 측정한 바, 산화마그네슘의 평균입자직경을 1.0㎛로 조정한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 4)의 경도는 산화마그네슘의 평균입자직경을 5.0㎛로 조정한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 3)의 경도에 비해 상승하고 있었다. 이것은 평균입자직경을 1.0㎛로 조정한 산화마그네슘의 첨가에 의해 밀도가 대폭 향상한 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링했으므로, 실시예 4에서는 형성된 보호층의 밀도가 높아졌기 때문이라고 추측된다.
다음에, 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스 테스트를 실시한 바, 산화마그네슘의 입자직경을 1.0㎛로 조정한 소결체에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 4)은 비교예 3에서의 보호층(7)에 비해 내크랙성이 향상하고 있고 수명이 긴 보호층이 되어 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에 열펄스를 가하고 저항값의변화를 조사한 바, 비교예 3에서의 서멀프린트헤드에 비해 실시예 4의 서멀프린트헤드의 저항값의 변화가 적고 서멀프린트헤드의 특성은 향상하고 있었다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에 실시예 4 및 비교예 3의 서멀프린트헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 4의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치는 비교예 3의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해 장기간에 걸쳐 화질이 높은 기록화상을 출력할 수 있었다.
(실시예 5 및 비교예 4)
도 1에 도시한 서멀프린트헤드를 제조했다. 즉, 알루미나 세라믹스재의 지지기판(1)상에 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2) 상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고, 발열저항체층(3)상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 사진식각공정을 사용하여 형성했다. 그리고, 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 이하에 도시하도록 형성했다.
처음에 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.85중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 25.1중량%, 평균입자직경 0.5㎛인 산화마그네슘 0.05중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(실시예 5). 한편, 평균입자직경 1㎛인 질화규소 74.895중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 25.1중량%, 평균입자직경 0.5㎛인 산화마그네슘 0.005중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(비교예 5). 또한, 질화규소 및 산화마그네슘의 순도는 99.99%, 이산화규소의 순도는 99.9%이다.
다음에 실시예 1과 동일하게 하여 810㎜ ×45㎜ ×10㎜의 소결체, 즉 타깃을 얻었다. 이 소결체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정한 바, 각각 2.00g/㎤(실시예 5, 대이론밀도비 약 70%) 및 1.70g/㎤(비교예 4, 대이론밀도비 약 60%)이고, 실시예 5에서의 소결체의 밀도는 비교예 4에서의 소결체의 밀도에 비해 크게 향상하고 있었다.
계속하여, 실시예 1과 동일하게 하고 서멀프린트헤드(8)의 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 형성했다. 형성된 보호막(7)의 막두께는 약 3㎛였다.
형성한 2종류의 보호층(7)에 대해서 이물질이 끼어 들어가는 수를 현미경 관찰로 계측한 바, 산화마그네슘을 0.05중량% 첨가한 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 5)은 산화마그네슘을 0.005중량% 첨가한 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 4)에 비해 끼어들어간 이물질의 수가 약 1/10으로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 시료로 하여 질량분석계에서 원소분석을 실시한 바, 실시예 5의 보호층(7)에서는 마그네슘이 0.1원자%, 규소, 산소 및 질소가 각각 45, 25 및 30원자%의 비율로 검출되었다. 한편, 비교예 5의 보호층(7)에서는 마그네슘이 0.1원자%, 규소, 산소 및 질소가 각각 46, 27 및 27원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 각각의 보호층(7)의 경도를 누프경도 및 비커스 경도로 측정한 바, 산화마그네슘을 0.05중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 5)는 산화마그네슘을 0.005중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층7)(비교예 4)에 비해 경도가 상승하고 있었다. 이것은 실시예 5에서는 0.05중량%인 산화마그네슘을 소결재에 첨가하여 밀도가 향상한 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링했으므로 형성된 보호층의 밀도가 높았지만, 비교예 4에서는 소결재로의 산화마그네슘의 첨가량이 0.005중량%였으므로 타깃의 밀도의 향상이 실시예 5만큼 현저하지 않고 형성된 보호층의 밀도가 실시예 5에 비해 저하되었다고 추측된다.
다음에 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스 테스트를 실시한 바, 산화마그네슘을 0.005중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 4)에 비해 산화마그네슘을 0.05중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 5)의 내크랙성은 향상되고 수명이 긴 보호층이 되어 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에 열펄스를 가하고 저항값의 변화를 조사한 바, 비교예 4의 서멀프린트헤드에 비해 실시예 5의 서멀프린트헤드의 저항값의 변화가 적고 서멀프린트헤드의 특성은 향상되어 있었다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에, 실시예 5 및 비교예 4의 서멀프린트헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 5의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치는 비교예 4의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해 장기간에 걸쳐 화질이 좋은 기록화상을 출력할 수 있었다.
(실시예 6 및 비교예 5)
도 1에 도시한 서멀프린트헤드를 제조했다. 즉, 알루미나 세라믹스로 만든 지지기판(1) 상에, 이산화규소로 이루어진 글레이즈 유리층(2)을 배치했다. 다음에 글레이즈 유리층(2) 상에 Ta-SiO2로 이루어진 발열저항체층(3)을 형성하고 발열저항체층(3)상에 발열부(4)를 형성하도록 Al-Si로 이루어진 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 사진식각 공정을 사용하여 형성했다. 그리고, 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 이하에 도시하도록 형성했다.
처음에 평균입자직경 1㎛인 질화규소 77.1중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 26.9중량%, 평균입자직경 0.5㎛인 산화마그네슘 5.0중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(실시예 6). 한편, 평균입자직경 1㎛인 질화규소 68.0중량%, 평균입자직경 1㎛인 이산화규소 22.0중량%, 평균입자직경 0.5㎛인 산화마그네슘 10중량%로 이루어진 분말체를 볼밀로 혼합하여 소결재로 했다(비교예 5). 또한, 질화규소 및 산화마그네슘의 순도는 99.99%, 이산화규소의 순도는 99.9%이다.
다음에 실시예 1과 동일하게 하고 810㎜ ×45㎜ ×10㎜인 소결체, 즉 타깃을 얻었다. 이 소결체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정한 바, 각각 2.30g/㎤(실시예 6, 대이론밀도비 약 81%) 및 1.95g/㎤(비교예 5, 대이론밀도비 약 68%)이고 비교예 5의 소결체에서의 대이론밀도비는 일변하여 감소하는 경향을 나타낸다.
계속하여 실시예 1과 동일하게 하고 서멀프린트헤드(8)의 발열부(4), 개별전극(5) 및 공통전극(6)을 피복하는 보호층(7)을 형성했다. 형성된 보호막(7)의 막두께는 약 3㎛였다.
형성한 2종류의 보호층(7)에 대해서 이물질이 끼어들어 가는 수를 현미경 관찰로 계측한 바, 산화마그네슘을 5.0중량 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 6)에서의 이물질이 끼어 들어가는 수는 산화마그네슘을 10.0중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 5)에서의 이물질이 끼어 들어가는 수의 약 1/10로 감소하고 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 시료로 하여 질량분석계로 원소분석을 한 바 실시예 6의 보호층(7)에서는 마그네슘이 2원자%, 규소, 산소 및 질소가 각각 41,24 및 32원자%의 비율로 검출되었다. 한편, 비교예 5의 보호층(7)에서는 마그네슘이 5원자 %, 규소, 산소 및 질소가 각각 42,21 및 32원자%의 비율로 검출되었다.
또한, 각각의 보호층(7)의 경도를 누프경도 및 비커스 경도로 측정한 바 산화마그네슘을 10.0중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 5)의 경도는 산화마그네슘을 5.0중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 6)에 비해 경도가 저하하고 있었다. 이것은 보호층의 밀도가 감소와 병행하여 보호층에 포함되는 마그네슘의 양기 때문에 보호층의 경도가 저하한 것으로 추측된다.
다음에 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드를 사용하여 스텝 스트레스 테스트 실시한 바, 산화마그네슘을 5.0중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(실시예 6)은 산화마그네슘을 10.0중량% 첨가한 소결재에서 얻어진 타깃으로 형성된 보호층(7)(비교예 5)에 비해 내크랙성이 향상하고 있고 보다 수명이 긴 보호층이 되어 있었다.
또한, 각각의 보호층(7)을 갖는 서멀프린트헤드에 열펄스를 가하고 저항값의 변화를 조사한 바, 비교예 6의 서멀프린트헤드에 비해 실시예 6의 서멀프린트헤드의 저항값의 변화가 적고 서멀프린트헤드의 특성은 향상되고 있었다.
또한, 도 7에 도시한 구성의 기록장치에 실시예 6 및 비교예 5의 서멀프린트 헤드를 탑재하여 프린트를 실시한 바, 실시예 6의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치는 비교예 4의 서멀프린트헤드를 탑재한 기록장치에 비해, 장기간에 걸쳐 화질이 높은 기록화상을 출력할 수 있었다.
이상, 설명한 바와 같이 본원 제 1 발명에 관한 서멀프린트헤드에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 보호층을 형성하므로, 보호층에서의 핀홀의 발생이나 보호층의 파괴가 감소됨과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위의 서멀프린트헤드를 제공할 수 있다. 따라서, 화질이 좋은 기록화상을 출력하기 위한 기록장치에 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 2 발명에 관한 서멀프린트헤드에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링을 사용하여 보호층 및 발열저항체 바탕층을 형성하므로, 보호층및 발열저항체 바탕층에서의 핀홀의 발생이나 보호층 및 발열저항체 바탕층의 파괴가 감소됨과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 제공할 수 있다. 따라서, 화질이 좋은 기록화상을 출력하기 위한 기록장치에 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 3 및 제 4 발명에 관한 서멀프린트헤드의 제조방법에 의하면, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 이물질이 끼어들어가는 것이 억제된 보호층을 형성할 수 있으므로, 보호층에 발생하는 핀홀이나 보호층의 파괴를 감소시킴과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 제공하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 5 발명에 관한 서멀프린트헤드의 제조방법에 의하면, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 이물질이 끼어 들어가는 것이 억제된 보호층 및 발열저항체 바탕층을 형성할 수 있으므로, 보호층 및 발열저항체 바탕층에 발생하는 핀홀이나 보호층 및 발열저항체 바탕층의 파괴를 감소시킴과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 제공하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 6 발명에 관한 기록장치에 의하면 보호층에서의 핀홀의 발생이나 보호층의 파괴가 감소됨과 동시에 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품위인 서멀프린트헤드를 구비하고 있으므로, 화질이 좋은 기록화상을 출력하는 공판인쇄나 팩시밀리 등으로서 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 7 발명에 관한 기록장치에 의하면 보호층 및 발열저항체 바탕층에서의 핀홀의 발생이나 보호층 및 발열저항체층 바탕층의 파괴가 감소됨과 동시에, 내환경성에 뛰어나고 신뢰성이 높으며 고품질인 서멀프린트헤드를 구비하고 있으므로, 화질이 좋은 기록화상을 출력하는 공판 인쇄나 팩시밀리 등으로서 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 8 발명에 관한 소결체에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결함으로써 빈 구멍을 감소시킨 이론밀도에 가까운 밀도를 실현할 수 있으므로, 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 9 발명에 관한 소결체에 의하면 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 가짐으로써 빈 구멍을 감소시켜 이론밀도에 가까운 밀도를 실현할 수 있으므로, 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 10 발명에 관한 타깃에 의하면 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결함으로써 빈 구멍을 감소시켜 이론밀도에 가까운 밀도를 실현할 수 있으므로, 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 사용하는 데에 적합하다.
또한, 본원 제 11 발명에 관한 타깃에 의하면 SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 구비함으로써 빈 구멍을 감소시켜 이론밀도에 가까운 밀도를 실현할 수 있으므로, 서멀프린트헤드의 보호층이나 발열저항체 바탕층 등의 형성에 사용하는 데에 적합하다.

Claims (26)

  1. (2차 정정) 지지기판,
    상기 지지기판상에 배치한 발열저항체,
    상기 발열저항체에 접속한 전극, 및
    주요 성분이 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  2. 지지기판,
    상기 지지기판상에 배치한 글레이즈 유리층,
    질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 글레이즈 유리층 상에 형성한 발열저항체 바탕층,
    상기 지지기판상에 배치한 발열저항체,
    상기 발열저항체에 접속한 전극, 및
    주요 성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해 상기 발열저항체및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지기판과 상기 전극 사이에 글레이즈 유리층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분말체가 구비한 산화마그네슘의 평균입자직경은 0.1∼0.5㎛인 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.01∼5.0중량%의 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.1∼0.5중량%의 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보호층은 0.01∼3.0원자%의 마그네슘을 함유한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 발열저항체 바탕층은 0.01∼3.0원자%의 마그네슘을 함유한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보호층은
    SiMgxNyOz(0.01≤x≤1.5, 0.1≤y≤3.0, 0.1≤z≤2.0)으로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 발열저항체 바탕층은
    SiMgxNyOz(0.01≤x≤1.5, 0.1≤y≤3.0, 0.1≤z≤2.0)로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드.
  11. 지지기판상에 발열저항체를 배치하는 공정,
    상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정,
    주요 성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드의 제조방법.
  12. 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 발열저항체를 배치하는 공정,
    상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정 및
    주요 성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드의 제조방법.
  13. 주요성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 지지기판상에 글레이즈 유리층을 통하여 발열저항체 바탕층을 형성하는 공정,
    상기 발열저항체 바탕층 상에 발열저항체를 배치하는 공정,
    상기 발열저항체에 전극을 접속하는 공정, 및
    주요 성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 하여 스퍼터링을 실시하고, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트 헤드의 제조방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말체가 구비한 산화마그네슘의 평균입자직경은 0.1∼0.5㎛인 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드의 제조방법.
  15. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.01∼5.0중량%의 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드의 제조방법.
  16. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.1∼0.5중량%의 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린트헤드의 제조방법.
  17. 지지기판과, 상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 서멀프린트헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 기록장치.
  18. 지지기판과, 상기 지지기판상에 배치한 글레이즈 유리층과, 질화규소, 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 글레이즈층 상에 형성한 발열저항체 바탕층과,상기 지지기판상에 배치한 발열저항체와, 상기 발열저항체에 접속한 전극과, 주요성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체의 소결체를 타깃으로 한 스퍼터링에 의해, 상기 발열저항체 및 상기 전극을 피복하도록 형성한 보호층을 구비한 서멀프린트 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 기록장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 서멀프린트헤드는 상기 지지기판과 상기 전극 간에 글레이즈 유리층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기록장치.
  20. 주요성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결하여 제조된 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 소결체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 분말체가 구비한 산화마그네슘의 평균입자직경은 0.1∼0.5㎛인 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 소결체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.01∼5.0중량%인 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린터 스퍼터링 소결체.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 분말체는 0.1∼0.5중량%의 산화마그네슘을 구비한 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 소결체.
  24. SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 소결체.
  25. 주요 성분인 질화규소와 이산화규소 및 평균입자직경이 1.0㎛ 이하인 산화마그네슘을 구비한 분말체를 소결하여 제조된 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 타깃.
  26. SiMgxNyOz(0.001≤x≤0.01, 0.1≤y≤2.0, 0.1≤z≤0.5)로 나타나는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 서멀프린터헤드용 스퍼터링 타깃.
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