WO2000076775A1 - Tete d'impression thermique et procede de fabrication - Google Patents

Tete d'impression thermique et procede de fabrication Download PDF

Info

Publication number
WO2000076775A1
WO2000076775A1 PCT/JP2000/003933 JP0003933W WO0076775A1 WO 2000076775 A1 WO2000076775 A1 WO 2000076775A1 JP 0003933 W JP0003933 W JP 0003933W WO 0076775 A1 WO0076775 A1 WO 0076775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
outermost layer
carbon
electrode pattern
substrate
thermal printhead
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/003933
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takumi Yamade
Hiroaki Hayashi
Original Assignee
Rohm Co., Ltd.
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 Rohm Co., Ltd. filed Critical Rohm Co., Ltd.
Priority to EP00937270A priority Critical patent/EP1195255A4/en
Priority to US09/980,415 priority patent/US6483528B1/en
Priority to JP2001503261A priority patent/JP4494689B2/ja
Publication of WO2000076775A1 publication Critical patent/WO2000076775A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/33505Constructional details
    • B41J2/33525Passivation layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/33505Constructional details
    • B41J2/3353Protective layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/3355Structure of thermal heads characterised by materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/33555Structure of thermal heads characterised by type
    • B41J2/3357Surface type resistors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/3359Manufacturing processes

Definitions

  • the thickness of the outermost layer is considerably increased, the durability of the protective coating can be improved.
  • the thermal response is poor due to the increase in thickness from the heating resistor to the paper, and the print quality is low. I can't get it.
  • Et al is, for resistance against electrostatic breakdown, oxide Se la Mi click, S i C and S i 3 N 4 is Ho O and does etc. conductive force stuffiness, this and force, et al., The paper When sliding, the outermost layer may be charged by friction and cause electrostatic breakdown. Adding a conductive substance to prevent this eliminates the risk of electrostatic breakdown.However, water droplets and the like adhere to the surface and dissolve by ionization. The erosion problem was reciprocal. Disclosure of the invention
  • a substrate, an electrode pattern formed on the substrate to have a common electrode and a plurality of individual electrodes, and a plurality of electrodes connected to the electrode pattern are provided.
  • a thermal print that includes a heating dot, and a protective coating in which a plurality of layers are stacked on the substrate so as to cover the electrode pattern and the heating dot.
  • the outermost layer of the protective coating is composed of SiC as a main component, and contains carbon as an additional component, thereby providing a thermal print head.
  • the sputtering is a reactive snorting.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line 11-11 in FIG.
  • a thick-film heating resistor 5 that extends linearly is formed so as to intersect with the extension 30 a of the common electrode 30 and the individual electrode 31.
  • the portion defined by the extending portion 30a acts as a unit heat generation dot 50, and the corresponding drive IC power (not shown)
  • the heating dot 50 generates heat due to the current.
  • the heating resistor 5 is formed, for example, by printing and firing a resistor paste containing ruthenium oxide.
  • the thermal print head 1 covers the electrode pattern 3 and the heating resistor 5 so as to cover the protection core.
  • One tent 8 is formed.
  • the protective coating 8 includes a thick glass layer 81, a thin glass layer 82, an underlayer 83 as an adhesive layer, and an outermost layer 8 which directly contacts the paper. It has a multi-layered structure with four layers (4).
  • the thick glass layer 81 has a thickness of, for example, about 10 m and a Vickers hardness S 5 by printing and baking using a glass space.
  • C-SiC containing carbon (C) as an additive component has a densified structure that is functionally superior to pure silicon carbide (SiC).
  • various film properties especially abrasion resistance and slidability
  • the improvement of the film characteristics will be described later.
  • C — S i Since the C film has a slight conductivity, when the outermost layer 84 composed of the film is in contact with the common electrode 30 or the like, it is generated by friction when sliding on paper. Static electricity can be dissipated, preventing electrostatic discharge and other problems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

明細 サーマルプ リ ン トへ ッ ド及びその製造方法 技術分野
本発明は、 サーマルプ リ ン トへッ ド及びその製造方法に関す る。 背景技術
従来よ り 採用 されている一般的なサーマルプリ ン トへ ッ ドで は、 共通電極及び個別電極を含む電極パターン と 、 こ の電極パ ター ンに接続された発熱抵抗体 と が基板上に形成され、 さ ら に 電極パタ ー ン及び発熱抵抗体を覆 う よ う に多層構造の保護コ ー ティ ングが形成 された構成 と なっている。
使用時においては、 保護コーテ ィ ングの う ちの最外層は、 用 紙に対 して直接当 た るため、 用紙と の接触を繰 り 返す う ちに摩 耗される こ と にな る。 例えば 1 0 0 k m もの距離を越えて印字 を続けた場合、 最外層のみな らず、 内部層ま でが摩耗に よ っ て 次第にす り 減 り 、 最終的には発熱抵抗体や電極が露出 して しま う こ と も あ る。 そ う する と 、 印字結果に 白 ス ジゃ黒ス ジな どが 発生 して しま う と いっ た不具合が生 じ る。
一方、 最外層の厚みを相当厚 く すれば、 保護コ ーテ ィ ン グの 耐久性を向上でき る。 しか しなが ら 、 こ の場合には、 発熱抵抗 体から用紙に至る ま での厚みが増すこ と で熱応答性に劣 り 、 印 字品質と して は低調な レベルの も の し か得られない。
そ う した支障が生 じない よ う に最外層の材質 と しては、 種々 の膜特性に優れた非酸化物系セ ラ ミ ッ タ スが利用 され、 そのな かでも炭化ケィ 素 ( S i C ) 、 あ る いは窒化ケィ 素 ( S i :s N 4 ) が多 く 採用 されている。 こ う したセ ラ ミ ッ ク 系材質の一般 的な特性は、 高硬度であっ て耐摩耗性に優れた点にある と され その分最外層 を 4 μ m程度の薄膜に形成 して熱応答性を高め る こ と が可能 と されてレ、る。
し力 しな力 S ら 、 最外層 に S i C 、 あ る レ、は S i :i N 4 と レヽっ た硬質材を用いて も 、 依然最外層に要求 される膜特性の全て を 改善する には及ばない。 特に最近においては、 その よ う な硬質 材でもそれほ どの耐摩耗性を得 られないこ と が試験結果に よ り 検証された。 例えば、 S i C について摩耗試験を行つた結果で は、 所定条件 (詳細は後述) 下で S i C膜を金属ボール と の繰 り 返 し摩擦に よ り 摩耗せた場合、 図 3 に示すよ う に、 摩擦サイ ク ル回数が約 1 0 0 0 回以降か ら次第に摩擦係数が増すこ と と なっ て、 最終的に 1 . 1 μ m も の摩耗量が生 じた。 これは、 被 膜表面がア グ レ ッ シブ摩耗な どに よ り 原子 · 分子 レべルで化学 反応を起 こ し、 も と も と S i C であっ た表面が二酸化珪素 ( S i O 2 ) に変ィヒ した こ と に よ る。 ま た、 S i 3 N 4 につレ、ては、 図 3 を見て明 らかな よ う に、 当初から摩擦係数が高めの値 と し て計測 された。
以上の よ う に、 図 3 のグラ フか ら、 摩擦係数が耐摩耗性及び 摺動性を決定付ける 因子の一つであ り 、 摩擦係数が総 じて高い と 耐摩耗性な らびに摺動性を向上する こ と ができ ないこ と が分 力、る。 従っ て、 S i C あ る いは S i :i N 4 と レヽ つ た材質で保護 コ ーテ ィ ン グの最外層を構成 した と して も 、 耐摩耗性な らびに 摺動性を格段に向上する には至 らず、 これらの改善策について さ らなる研究 · 開発の余地があ る。
一方、 最外層 と その下地層 と の密着性に関 しては、 最外層が 一般的な酸化物系セ ラ ミ ッ ク か ら なる場合には、 下地層 と の良 好な密着状態が得られない。 ま た、 非酸化物系の S i Cや S i ;i N 4 と いっ た硬質材か ら な る最外層では、 外部か ら の衝撃で ス ク ラ ツチが入った場合、 硬質である がゆえにその箇所を起点 と して剥離されやすい と レ、 う 難点があっ た。
さ ら に、 静電破壊に対する耐性については、 酸化物系セ ラ ミ ッ ク 、 S i C及び S i 3 N 4はほ と ん ど導電性力 無レ、 こ と 力、 ら 、 用紙と の摺動時に摩擦によ っ て最外層が帯電 して静電破壊を起 こすおそれがある。 それを防止するために、 導電性物質を添加 する と 、 静電破壊を起こすおそれが解消 される が、 水滴な どが 表面に付着する こ と でイ オン化によ り 溶け出す と いっ た電気腐 食の問題が背反的に生 じて しま っ ていた。 発明の開示
そ こ で、 本発明は、 最外層の材料組成を変更する こ と に よ り 各種の膜特性を全般的に改善する こ と が で き 、 特に用紙に対す る摺動性を良好な も の と して耐摩耗性を高める こ と ができ るサ 一マルプ リ ン トへッ ドを提供する こ と を 目 的 とする
本発明の別の 目 的は、 こ の よ う なサーマルプ リ ン トへ ッ ドの 製造方法を提供する こ と にある。
本発明の第 1 の側面に よれば、 基板 と 、 共通電極及び複数の 個別電極を有する よ う に上記基板上に形成 された電極パタ ーン と 、 上記電極パタ ー ン に接続された複数の発熱 ド ッ ト と 、 上記 電極パタ ーン及び発熱 ド ッ ト を覆 う よ う に複数の層が上記基板 上に積層 されてなる保護コ ーテ ィ ング と 、 を含むサーマルプ リ ン トへ ッ ドであって、 上記保護コーテ ィ ングの う ちの最外層は S i C を主成分 と し、 添加成分 と して炭素が'含まれている 、 サ —マルプ リ ン トへッ ドが提供される。
好ま し く は、 上記最外層におけ る炭素の割合が 6 0〜 8 0 モ ノレ 0 /0 と されている。 本発明の好適な実施形態に よれば、 上記保護コ ーテ ィ ングは 上記最外層に加えて、 上記発熱 ドッ ト及び上記電極パタ ー ンを 覆 う 厚膜ガラ ス層 と 、 こ の厚膜ガ ラ ス層上に形成 された薄膜ガ ラ ス層 と 、 こ の薄膜ガラ ス層及び上記最外層の間に形成 された 接着層 と 、 を含んでいる。 また、 上記発熱 ド ッ ト は、 直線状の 厚膜抵抗体に よ っ て構成 さ れている。
以上の構成のサーマルプ リ ン トへ ッ ドにおいては、 上記最外 層は、 主成分 と して の S i C に加えて炭素が添加成分と して含 まれている。 その結果、 炭素の添加量に応 じて摺動性 (耐摩耗 性) 及び下地層 と の密着性を向上 させる こ と ができ る。
本発明の第 2 の側面に よれば、 基板 と 、 共通電極及び複数の 個別電極を有する よ う に上記基板上に形成された電極パター ン と 、 上記電極パターンに接続された複数の発熱 ド ッ ト と 、 上記 電極パター ン及び発熱 ド ッ ト を覆 う よ う に複数の層が上記基板 上に積層 されてなる保護コーテ ィ ング と 、 を含むサーマルプ リ ン トへッ ドの製造方法であって、 上記保護コ ーテ ィ ングの う ち の最外層は、 S i C を主成分 と し、 添加成分 と して炭素が含ま れている ターゲ ッ ト を用レヽた ス ノ ッ タ リ ングに よ り 形成される サーマルプ リ ン ト へ ッ ドの製造方法が提供される。
好ま し く は、 上記タ ーゲ ッ ト におけ る炭素の割合が 6 0 〜 8 0 モル%である。 こ の範囲内で、 炭素成分の割合を調整する こ と によ り 、 得 られる最外層の膜特性が制御でき る。
本発明の好適な実施形態では、 上記スパ ッ タ リ ン グは、 反応 性スノ ッ タ リ ングである。
以上の製造方法に よれば、 最外層は、 S i C を主成分 と しつ つも、 その他に添加成分 と して炭素を含むこ と になる。 こ う し て形成 された最外層では、 その構成原子全体に対する炭素成分 のモル分率が純粋な S i C の平衡状態よ り も 幾分高め と され、 その結果 と して最外層の膜特性にいろんな変化が現れる。 具体 的に言えば、 純粋な S i C に追加的に炭素が含有 された最外層 では、 長距離にわたっ て用紙が摺動する場合であっ て も 、 著 し く 低い摩擦係数が長期わたって保たれる。 ま た、 炭素が添加成 分と して含まれた最外層では、 純粋な S i C のみ と した構造よ り も膜応力が減 じて緻密化される こ と か ら、 下地層 と の密着性 及び硬質性について改善が見 られ、 機械的強度に関 して向上 し た も の と される。 さ ら に、 上記構成を有する最外層では、 微弱 な導電性を有 して用紙 と の摺動摩擦に よ って も帯電現象を起こ すこ と はな く 、 その一方では、 微弱な導電性であ るがゆえに電 気腐食も ほ と ん ど生 じる こ と はない。
上記 した作用 · 効果は、 特に最外層 を構成する炭素の割合が
6 0 〜 8 0 モル% と した場合に顕著に発揮される こ と と な る。 また、 最外層におけ る炭素の割合を調整する には、 反応性ス ノ ッ タ リ ングによ り 最外層に取 り 込まれる炭素を原子 レベルで 制御すれば良い。 これによ り 、 最外層の形成に際 して、 その組 成を最適 と なる よ う に可変制御する こ と ができ る。
本発明のその他の特徴及び利点は、 添付図面を参照 して以下 に行 う 詳細な説明に よ って、 よ り 明 ら カゝと なろ う 。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明に実施形態に係るサーマルプ リ ン トへ ッ ドを 示 した要部概略平面図である。
図 2 は、 図 1 の 1 1 _ 1 1 線に沿 う 断面図である。
図 3 は、 C _ S i C膜について摩耗試験に よ り 得られた摩擦 係数を、 従来例 と 比較 しなが ら示すグラ フである。
図 4 は、 本発明のサーマルプ リ ン トへ ッ ドについての実走行 評価試験の結果を従来品 と の比較で示すグラ フである。 発明 を実施する ための最良の形態
以下、 本発明の好ま しい実施形態について、 図面を参照 して 具体的に説明する。
図 1 及び図 2 は、 本発明の好適な実施形態に係る厚膜型サー マノレプ リ ン ト へ ッ ド 1 を示 して レ、 る。 サー マ ノレプ リ ン ト へ ッ ド 1 は、 セ ラ ミ ッ ク 基板 2 の上面に蓄熱グ レーズ層 6 と 、 こ の グ レーズ層 6 の表面に形成された電極パタ ー ン 3 と を含んでいる, 電極パター ン 3 は、 単一の共通電極 3 0 及び複数の個別電極 3 1 を含んでい る。 共通電極 3 0 は、 複数の櫛歯状延出部 3 0 a を有 してお り 、 各延出部 3 0 a が隣 り 合 う 個別電極 3 1 間に突 入する よ う に形成されている。 同様に、 各個別電極 3 1 の一端 部 3 1 a は、 共通電極 3 0 の隣 り 合 う 延出部 3 0 a 間に突入 し て レ、る。 各個別電極 3 1 の他端部 3 1 b は、 接続用パ ッ ド と さ れてお り 、 こ のパ ッ ド 3 1 b は、 図示 しないそれぞれの駆動 I C の対応する ノ、。 ッ ドに ワイ ヤを介 して導通接続されている。 電 極パター ン 3 は、 レ ジネー ト金を印刷 ' 焼成 した後、 フ ォ ト リ ソ法によ るエ ッ チングに よ り 形成される。
共通電極 3 0 の延出部 3 0 a 及び個別電極 3 1 の上を交差す る よ う に、 直線状に延びる厚膜発熱抵抗体 5 が形成されている こ の発熱抵抗体 5 において、 隣接する延出部 3 0 a によ り 区画 された部分 (図 1 に ク ロ スハ ッチングを施 した部分) が単位発 熱 ド ッ ト 5 0 と して作用 し、 図示 しない対応する駆動 I C 力 ら の電流に よ り その発熱 ド ッ ト 5 0 が発熱する。 発熱抵抗体 5 は 例えば酸化ルテニ ウ ムを含む抵抗体ペース ト を印刷 · 焼成する こ と によ り 形成される。
さ ら に、 上記サーマルプ リ ン トヘッ ド 1 は、 図 2 に示すよ う に、 電極パタ ー ン 3 及び発熱抵抗体 5 を覆 う よ う に して保護 コ 一テ ィ ング 8 が形成されている。 こ の保護コ 一テ ィ ング 8 は、 厚膜ガラ ス層 8 1 、 薄膜ガ ラ ス層 8 2 、 接着層 と し て の下地層 8 3 、 及び用紙に対 して直接当 たる最外層 8 4 の 4 層に よ り 多 層化構造 と されている。
厚膜ガラ ス層 8 1 は、 ガラ スペース ト を用いた印刷 ' 焼成に よ って、 例えばその厚みが 1 0 m程度、 ビ ッ カー ス硬度力 S 5
0 0 〜 6 0 0 k g / m の非晶質ガラ ス厚膜に形成 されてい る。 こ の厚膜ガラ ス層 8 1 の形成に用いる ガラ スペース ト は、 例え ば樹脂成分を約 2 6 . 5 重量%及びガラ ス成分を約 7 3 . 5 重 量%含む。
薄膜ガラ ス層 8 2 は、 ス ノ ッ タ 法、 C V D法、 蒸着法な どの 適宜の手段に よ って、 例えばその厚みが 0 . 6 μ m程度、 ビ ッ カー ス硬度が 5 0 0 〜 7 0 O k g Z m 'の二酸化珪素 ( S i O 2) の薄膜 と して形成 されてい る。
下地層 8 3 は、 スパ ッ タ 法、 C V D法、 蒸着法な どの適宜の 手段によ っ て、 例えばその厚みが 2 . 0 μ m程度、 ビ ッ カー ス 硬度が 1 6 0 0 〜 1 8 0 0 k g Z m— の炭化ケィ 素 ( S i C ) の薄膜と して形成されている。 これに代えて、 下地層 8 3 は、 チタ ンやタ ングステ ンな どの金属に よ って、 ある いは炭化チタ ン ( T i C ) によ っ て形成 して も 良い。
最外層 8 4 は、 例えばス ノ、。 ッ タ リ ング法に よ っ てその厚みが 4 μ m程度、 ビッ カ ー ス硬度力 S 1 2 0 0 k g / m 2程度 と した 膜形成素材に よ り 薄膜形成 されている。 具体的には、 そ の膜形 成素材と しては、 炭化ケィ 素 ( S i C ) を主成分 と して含み、 その他に添加成分と して炭素 ( C ) を含むセ ラ ミ ッ ク ス系材料 (以下、 これを単に 「 C — S i C 」 と 記す) が採用 されている さ ら に具体的に言 う と 、 最外層 8 4 を構成する C — S i C は、 全体に対する炭素 ( C ) の割合が 6 0 〜 8 0 モル% と な る よ う に調整されて レ、る。 こ の よ う に炭素 ( C ) を添加成分 と して含 む C 一 S i C は、 純粋な炭化ケィ 素 ( S i C ) に対 して機能的 に優れた緻密化構造と な り 、 それに よ り 各種の膜特性 (特に、 耐摩耗性及び摺動性) が他の材質の も の に比べて改善さ れる。 こ の膜特性改善について は後述する。
上記組成の C — S i C か らな る最外層 8 4 は、 それ と 同 じ組 成の C — S i C ターゲ ッ ト を用いて反応性ス ノ、。 ッ タ リ ングを行 う こ と で成膜される。 ス ノ ッ タ リ ングに際 しては、 タ ーゲ ッ ト の組成を変更 した り 、 ある いは雰囲気中の水素やメ タ ンな ど と いっ た活性ガス濃度を調整する こ と に よ り 、 所望の膜特性を得 る こ と が可能 と なる。
次に、 C 一 S i C膜 (最外層 8 4 ) の膜特性について説明す る。
図 3 は、 C 一 S i C膜 (最外層 8 4 ) について摩耗試験に よ り 得られた摩擦係数の変化を、 従来例 と 対比 して示すグラ フで ある。 摩耗試験は、 市販 されている摩擦摩耗試験機 (神鋼造機 社製) を用いて、 下記の条件下にて行っ た。
温度 : 2 4 °C
ボール : 炭素鋼球
荷重 : 5 0 0 g
ス ト ロ ー ク : 6 m m
周波数 : 2 H z
摺動サイ ク ル数 : 1 5 0 0 ( 1 2 m m サイ ク ノレ ) 上記試験条件について簡単に説明する と 、 2 4 °Cの温度条件 下で、 ボールを試料 (膜) に 5 0 0 g の荷重で押 しつけた状態 でボールを動かすこ と に よ り 、 試料を摩擦摩耗させる の であ る その際、 ボールのス ト ロ 一ク (前進又は後退時の移動距離) は 6 m m (すなわち、 1 サイ ク ノレの往復距離は 1 2 m m ) と し、 周波数 ( 1 秒間の往復サイ ク ル数) は 2 H z と して、 合計 1 5
0 0 サイ ク ルま で試料を摩擦摩耗させた。
同グラ フ に示すよ う に、 本実施形態において最外層 8 4 と し て用レ、 られる C 一 S i C膜では、 摺動サイ ク ルが約 2 0 0 回 と なった時点で摩擦係数が急激に低下 し、 それ以降では摩擦係数 が 0 . 0 5 と いっ た極めて低い値を永続的に保つ こ と が計測 さ れた。 ま た、 最終的に C 一 S i C膜では、 従来の S i C膜や S
1 3 N 4膜に比べて半分以下の摩耗量 ( 0 . 4 μ m ) と した測 定結果が得 られている。 これは、 炭化ケィ 素 ( S i C ) に炭素 ( C ) が添加 されている こ と で摺動面 と なる被膜表面が耐酸化 性に強い性質 と され、 ァ グ レ ツ シブ摩耗に よ っ て も酸化シ リ コ ン ( S i o 2 ) に形質変化 しに く い緻密化構造 と された こ と に よ る と 思われる。
要する に、 本実施形態にかかる c 一 S i C膜は、 異な る組成 を有する従来の膜に比べて摩擦係数が極めて低い こ と か ら摩耗 量が低減される。 従って、 C 一 S i C膜では摺動性及び耐摩耗 性が十分に改善される のである。
ま た、 C 一 S i C 膜は、 従来例の S i :i N 4膜な どに比べて 引搔硬 さ が倍以上に優れている。 従っ て、 C 一 S i C膜を最外 層 8 4 と する こ と で下地層 8 3 と の密着性に優れる と と も に、 外部からの衝撃によ っ て も ス ク ラ ツチが生 じ難 く て剥離 されに く レヽも の と する こ と ができ る。
さ ら に、 C — S i C膜では、 炭素 ( C ) の モル分率を 8 0 モ ル%以下 (逆にケィ 素 ( S i ) の モル分率を 2 0 モル 0/。以上) と する こ と で、 膜の比抵抗が 1 0 6 Ω Ζ 。 πι程度以上 と する こ と が可能であ る。 そ う する と 、 膜自 体の導電性は極めて低いた め、 水滴な どが膜表面に付着 してイ オン化に よ り 溶け出す と い つ た電気腐食の問題を防 ぐ こ と ができ る。 その一方、 C — S i C膜は僅かな導電性を有する ため、 こ の膜で構成された最外層 8 4 が共通電極 3 0 な どに接触 している場合、 用紙と の摺動時 に摩擦に よ っ て生 じた静電気を逃がすこ と ができ 、 静電破壊 と いつ た問題も 防ぐこ と ができ る。
また、 C — S i C膜に よ る最外層 8 4 を 程度の薄膜と して構成する場合には、 保護コ ーテ ィ ング 3 全体と しての厚み を小 さ く でき 、 発熱抵抗体 5 か ら用紙への熱応答性に優れた も の に維持 して高い印字品質を確保でき る。 さ ら に、 C — S i C 膜はセ ラ ミ ッ ク 系である こ と か ら 、 耐熱性の問題もない。
図 4 は、 最外層 8 4 を C _ S i C膜 ( C成分のモル分率が 8 0 モル%で、 S i 成分のモル分率が 2 0 モル% ) で構成 した本 実施形態に係るサーマルプ リ ン トへ ッ ドの実走行評価試験の結 果を最外層を S i C膜と した従来品 と の比較で示すグラ フであ る。 実走行評価試験は、 サーマルプ リ ン トヘ ッ ドを 1 0 0 %デ ユ ーテ ィ (全発熱 ド ッ ト を駆動 して黒ベタ 印字する状態) の条 件下で駆動 しつつ、 用紙を最外層に摺動 させつつ走行させた も のである。 こ の試験評価は、 所定印字距離ごと に最外層の摩耗 量を測定する こ と に よ り 行った。
図 4 の グラ フ力 ら分かる よ う に、 従来のサーマルプ リ ン トへ ッ ド ( S i C膜) では、 は じめに約 4 μ mあった最外層の厚み 力 S 7 O k mの印字距離に達する と 、 3 . 5 μ πιも摩耗 して しま つた。 一方、 本実施形態に係るサーマルプ リ ン トヘ ッ ド ( C _ S i C膜) では、 印字距離が 7 O k mに達 して も 、 最外層の摩 耗量はその初期厚み (約 4 μ m ) の 1 Z 4 に も満たなかっ た。 こ の こ と は、 本実施形態に係る サーマルプ リ ン トヘッ ドが従来 の も のに比べて 3 倍以上の耐久寿命があ る こ と を示 している。 従って、 本実施形態に係るサーマルプ リ ン トヘッ ドは、 相当 の 耐久性が要求 される印字機器 (例えばバーコー ド用印字機器) な どに組み込んで使用する のに適 している。
上記実施形態は、 厚膜型サーマルプ リ ン トへ ッ ドであっ たが 本発明は薄膜型サーマルプ リ ン トへッ ドについて も適用でき る

Claims

請求の範囲
1 . 基板 と 、
共通電極及び複数の個別電極を有する よ う に上記基板上に 形成された電極パタ ーン と 、
上記電極パターンに接続された複数の発熱 ド ッ ト と 、 上記電極パター ン及び発熱 ド ッ ト を覆 う よ う に複数の層が 上記基板上に積層 されてな る保護コ ーテ ィ ング と 、 を含むサー マノレプ リ ン ト へ ッ ドであっ て、
上記保護コーテ ィ ン グの う ち の最外層は、 S i C を主成分 と し、 添加成分 と して炭素が含まれている 、 サーマルプ リ ン ト へッ ド'。
2 . 上記最外層におけ る炭素の割合が 6 0 モ ル。 /。以上と されて いる 、 請求項 1 に記載のサーマ ルプ リ ン トへ ッ ド。
3 . 上記最外層におけ る炭素の割合が 6 0 〜 8 0 モル% と され ている 、 請求項 2 に記載のサーマルプ リ ン トへ ッ ド。
4 . 上記保護コ ーテ ィ ングは、 上記最外層に加えて、 上記発熱 ド ッ ト及び上記電極パタ ー ンを覆 う 厚膜ガラ ス層 と 、 こ の厚膜 ガラ ス層上に形成された薄膜ガ ラ ス層 と 、 こ の薄膜ガ ラ ス層及 び上記最外層の間に形成 された接着層 と 、 を含んでいる 、 請求 項 1 に記載のサーマルプ リ ン トへ ッ ド。
5 . 上記発熱 ド ッ ト は、 直線状の厚膜抵抗体に よ って構成 され ている 、 請求項 1 に記載のサーマ ルプ リ ン トへッ ド。
6 . 基板 と 、 共通電極及び複数の個別電極を有する よ う に上記 基板上に形成 された電極パター ン と 、 上記電極パタ ー ン に接続 された複数の発熱 ド ッ ト と 、 上記電極パターン及び発熱 ド ッ ト を覆 う よ う に複数の層が上記基板上に積層 さ れてな る保護コ ー テ ィ ン グ と 、 を含むサーマルプ リ ン トヘ ッ ドの製造方法であつ て、
上記保護コ ーテ ィ ングの う ちの最外層は、 S i C を主成分 と し、 添加成分 と して炭素が含まれている タ ーゲ ッ ト を用いた スパ ッ タ リ ングによ り 形成される 、 サ一マルプ リ ン トへ ッ ドの 製造方法。
7 . 上記タ ーゲ ッ ト におけ る炭素の割合が 6 ◦ モ ル%以上であ る 、 請求項 6 に記載の方法。
8 . 上記タ ーゲ ッ ト におけ る炭素の割合が 6 0 〜 8 0 モ ル%で ある、 請求項 7 に記載の方法。
9 . 上記タ ーゲ ッ ト におけ る炭素成分の割合を調整する こ と で 得られる最外層の膜特性を制御する 、 請求項 6 に記載の方法。
1 0 . 上記スパ ッ タ リ ングは、 反応性スパ ッ タ リ ングであ る、 a 求項 6 に記載の方法。
PCT/JP2000/003933 1999-06-15 2000-06-15 Tete d'impression thermique et procede de fabrication WO2000076775A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00937270A EP1195255A4 (en) 1999-06-15 2000-06-15 THERMAL PRESSURE HEAD AND MANUFACTURING METHOD
US09/980,415 US6483528B1 (en) 1999-06-15 2000-06-15 Thermal print head and method of manufacturing thereof
JP2001503261A JP4494689B2 (ja) 1999-06-15 2000-06-15 サーマルプリントヘッド及びその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11/167765 1999-06-15
JP16776599 1999-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000076775A1 true WO2000076775A1 (fr) 2000-12-21

Family

ID=15855694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2000/003933 WO2000076775A1 (fr) 1999-06-15 2000-06-15 Tete d'impression thermique et procede de fabrication

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6483528B1 (ja)
EP (1) EP1195255A4 (ja)
JP (1) JP4494689B2 (ja)
KR (1) KR100397646B1 (ja)
CN (1) CN1141217C (ja)
WO (1) WO2000076775A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008000947A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Rohm Co Ltd サーマルプリントヘッド

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005123400A1 (ja) * 2004-06-15 2005-12-29 Rohm Co., Ltd. サーマルヘッドおよびその製造方法
CN101020391B (zh) * 2006-02-14 2010-04-14 山东华菱电子有限公司 热敏打印头及利用其的热敏打印机
JP2008207439A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Rohm Co Ltd サーマルプリントヘッド
JP4584947B2 (ja) * 2007-03-15 2010-11-24 ローム株式会社 サーマルプリントヘッド
WO2009157269A1 (ja) * 2008-06-26 2009-12-30 京セラ株式会社 記録ヘッド、および該記録ヘッドを備える記録装置
KR101102582B1 (ko) * 2009-03-06 2012-01-04 노수희 차선 규제봉
WO2012102298A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 京セラ株式会社 サーマルヘッド、およびこれを備えるサーマルプリンタ
US8885005B2 (en) * 2011-05-16 2014-11-11 Kyocera Corporation Thermal head and thermal printer provided with same
CN108656757B (zh) * 2017-03-28 2020-07-10 罗姆股份有限公司 热敏打印头
CN112659758B (zh) * 2021-01-13 2023-11-17 广州晖印科技有限公司 一种多层重叠结构的热敏打印头

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5072236A (en) * 1989-05-02 1991-12-10 Rohm Co., Ltd. Thick film type thermal head
JPH0825668A (ja) * 1994-07-21 1996-01-30 Kyocera Corp サーマルヘッド
JPH1034989A (ja) * 1996-07-24 1998-02-10 Rohm Co Ltd サーマルヘッド

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57185174A (en) * 1981-05-11 1982-11-15 Nec Corp Thin film thermal head and manufacture thereof
JPH02200454A (ja) * 1989-01-30 1990-08-08 Nec Corp SiO↓2およびSiCからなるサーマルヘッドの保護層製造方法
JP2561956B2 (ja) * 1989-05-02 1996-12-11 ローム株式会社 厚膜型サーマルヘッド
JP2824088B2 (ja) * 1989-09-06 1998-11-11 神鋼電機株式会社 サーマルヘッドおよびその製造方法
JP2592392B2 (ja) * 1993-03-30 1997-03-19 株式会社 半導体エネルギー研究所 珪素を含む炭素被膜の作製方法
JPH0891818A (ja) * 1994-09-16 1996-04-09 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 炭素クラスター含有硬質膜の製造方法
EP0891868B1 (en) * 1997-07-17 2004-06-02 Fuji Photo Film Co., Ltd. Thermal head
WO1999046128A1 (en) * 1998-03-10 1999-09-16 Diamonex, Incorporated Highly wear-resistant thermal print heads with silicon-doped diamond-like carbon protective coatings

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5072236A (en) * 1989-05-02 1991-12-10 Rohm Co., Ltd. Thick film type thermal head
JPH0825668A (ja) * 1994-07-21 1996-01-30 Kyocera Corp サーマルヘッド
JPH1034989A (ja) * 1996-07-24 1998-02-10 Rohm Co Ltd サーマルヘッド

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1195255A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008000947A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Rohm Co Ltd サーマルプリントヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
US6483528B1 (en) 2002-11-19
JP4494689B2 (ja) 2010-06-30
CN1141217C (zh) 2004-03-10
EP1195255A1 (en) 2002-04-10
KR100397646B1 (ko) 2003-09-13
EP1195255A4 (en) 2007-07-18
KR20020019084A (ko) 2002-03-09
CN1355743A (zh) 2002-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000076775A1 (fr) Tete d'impression thermique et procede de fabrication
WO2006132227A1 (ja) サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
EP0917957A3 (en) Improved printhead for thermal ink jet devices
JP4925537B2 (ja) サーマルヘッド
JP4925535B2 (ja) サーマルヘッド
JP3756373B2 (ja) 絶縁性基体用保護膜、薄膜積層体および薄膜センサ
JP3140276B2 (ja) 磁気ディスク基板用保持部材およびこれを用いた磁気ディスク装置
JPH0626914B2 (ja) サーマルヘッド
JPH07108695A (ja) 耐摩耗性被膜およびそれを用いたサーマルヘッド
JP2888584B2 (ja) スパッタターゲットそれを用いた耐摩耗性被膜およびサーマルヘッド
JP4925536B2 (ja) サーマルヘッド
JP3328339B2 (ja) サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッド
JPH06256939A (ja) スパッタリングターゲットおよびそれを用いて形成した高硬度被膜
JP2928525B2 (ja) 保護膜形成用スパッタリングターゲット
JPS62201264A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JP2003127450A (ja) サーマルヘッド
JPH09309218A (ja) サーマルヘッド
JPH0641212B2 (ja) 耐摩耗性保護膜
JPH0278573A (ja) 耐熱性絶縁基板およびサーマルヘッド
JPS62121069A (ja) 感熱記録用ヘツド
JP3221932B2 (ja) 耐摩耗性保護膜とそれを有するサーマルヘッド
JP2003094707A (ja) サーマルヘッド
JP2003191510A (ja) サーマルヘッド
JPS62202756A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JPS6156111B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 00808944.2

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2001 503261

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09980415

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020017016132

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000937270

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020017016132

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000937270

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020017016132

Country of ref document: KR