JPH0640525B2 - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

Info

Publication number
JPH0640525B2
JPH0640525B2 JP60185374A JP18537485A JPH0640525B2 JP H0640525 B2 JPH0640525 B2 JP H0640525B2 JP 60185374 A JP60185374 A JP 60185374A JP 18537485 A JP18537485 A JP 18537485A JP H0640525 B2 JPH0640525 B2 JP H0640525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating resistor
thermal head
value
resistor
electric conductor
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 - Fee Related
Application number
JP60185374A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6245002A (ja
Inventor
昌和 法田
慶二郎 南
泰夫 西口
元一 小川
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera 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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP60185374A priority Critical patent/JPH0640525B2/ja
Publication of JPS6245002A publication Critical patent/JPS6245002A/ja
Publication of JPH0640525B2 publication Critical patent/JPH0640525B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は感熱記録を行うために使用されるサーマルヘッ
ドに関し、より詳細にはサーマルヘッドの発熱抵抗体の
改良に関するものである。
(従来の技術) 従来のサーマルヘッドは、通常、アルミナ等の電気絶縁
性の材料から成る基板上に窒化タンタル(Ta2N)から成る
発熱抵抗体とアルミニウム(Al)、金(Au)、銅(Cu)等の金
属から成る電気導体を順次積層した構造を有しており、
電気導体を介して発熱抵抗体に一定電力を印加し、発熱
抵抗体にジュール発熱を起こさせることによってサーマ
ルヘッドとして機能する。
尚、この従来のサーマルヘッドは発熱抵抗体及び電気導
体が感熱記録紙もしくは熱転写リボンとの接触により摩
耗するのを防止するために、また大気中の酸素が接触し
て酸化するのを防止するために発熱抵抗体及び電気導体
の外表面には酸化シリコン(SiO2)と五酸化タンタル(Ta2
O5)から成る保護膜が被着形成されている。
しかし乍ら、この従来のサーマルヘッドでは、発熱抵抗
体を構成する窒化タンタルの比抵抗が約250μΩcmと比
較的小さく、発熱抵抗体を瞬時に所望温度に発熱させる
ためには必然的に発熱抵抗体に大電流を流さなければな
らず、大電流用電源が必要であった。
また、この従来のサーマルヘッドは発熱抵抗体の材料で
ある窒化タンタルと電気導体の材料であるアルミニウ
ム、銅等となじみが悪いため、発熱抵抗体と電気導体と
の接合強度が極めて弱く、作動時等に外力が印加される
と電気導体が発熱抵抗体より容易に剥離し、発熱抵抗体
に規定電力を印加できなくなる。そのため、このサーマ
ルヘッドでは発熱抵抗体を所望温度にジュール発熱させ
ることができず、サーマルヘッドとして機能しなかった
り、印字不良を発生したりするという欠点を有してい
た。
そこでこの従来のサーマルヘッドの上記欠点を解消する
ために発熱抵抗体をTixSiyOz(ただしx+Y+Z=1、
X=0.1〜0.3、Y+Z=0.7〜0.9、Y≠0、Z≠0)で
構成し、比抵抗及び電気導体との接合強度を大となした
長期間にわたり安定した印字が得られるサーマルヘッド
を本出願人は先に提案した。
しかし乍ら、このサーマルヘッドは発熱抵抗体に大きな
電力を印加し、より速く高温となして高速印字に対応さ
せた場合、発熱抵抗体の抵抗値が高温時でバラツキを生
じ、印字不良を発生するという欠点を有していた。
(発明の目的) 本発明者等は上述の諸欠点に鑑み種々実験した結果、発
熱抵抗体としてTix Niq Siy Oz(20≦x≦30、0.1≦q≦1
0、20≦y≦30、40≦z≦60)を用いることにより極めて比
抵抗が高く、高温時での抵抗値のバラツキが少ない発熱
抵抗体を得ることができるとともに電気導体の材料であ
るアルミニウム、金、銅となじみがよく、強固に接合し
得ることを知見するに至った。
本発明は上記知見に基づき、発熱抵抗体の材料として比
抵抗が大きく、高温時での抵抗値のバラツキが少ない、
かつ電気導体となじみが良い材料を用いることによっ
て、大電力を印加し、高速印字を行ったとしても印字ム
ラを生じることなく、長時間にわたって安定した印字が
得られる信頼性の高いサーマルヘッドを提供することを
その目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明のサーマルヘッドは、発熱抵抗体としてTix Niq
Siy Oz(20≦x≦30、0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦z≦6
0)を用いたことを特徴とするものである。
本発明のサーマルヘッドの発熱抵抗体に使用されるチタ
ン(Ti)は発熱抵抗体に導電性を付与し、所定の比抵抗を
もたすための成分であり、Tiの原子%であるx値がx<
20であると所望の前記性質は付与されず、またx>30で
あると発熱抵抗体の比抵抗が小となり発熱抵抗体を所望
の温度に発熱させることができないことからx値は20≦
x≦30の範囲に特定される。
またシリコン(Si)は発熱抵抗体に所定の比抵抗をもたす
ための成分でありSiの原子%であるy値がy<20あるい
はy>30であると所望の前記性質は付与されず、発熱抵
抗体を所望の温度に発熱させることができないことから
y値は20≦y≦30の範囲に特定される。
更に、酸素(O)は発熱抵抗体と電気導体との密着性を
向上させるための成分であり、Oの原子%であるz値が
z<40であると所望の前記性質は付与されず、またz>
60であると発熱抵抗体に電力が印加されると該抵抗体が
熱損し、サーマルヘッドとしての機能を喪失することか
らz値は40≦z≦60の範囲に特定される。
更にニッケル(Ni)は発熱抵抗体の高温時における抵抗値
のバラツキを抑制するための成分であり、Niの原子%で
あるq値がq<0.1であると所望の前記性質は付与され
ず、またq>10であると発熱抵抗体の比抵抗が小となり
発熱抵抗体を所望の温度に発熱させることができなくな
るとともに発熱抵抗体の高温時における比抵抗のバラツ
キも抑制できなくなることからq値は0.1≦q≦10の範
囲に特定される。
(実施例) 次に、本発明を添付図面に示す実施例に基づき詳細に説
明する。
第1図は本発明のサーマルヘッドの一実施例を示し、1
はアルミナ等の電気絶縁材料から成る基板である。
前記絶縁基板1上には発熱抵抗体2が取着されており、
該発熱抵抗体2上には電気導体3が取着されている。
前記発熱抵抗体2はTix Niq Siy Oz(20≦x≦30、0.1≦
q≦10、20≦y≦30、40≦z≦60)から成り、該発熱抵抗
体2はシリコン(Si)に対するチタン(Ti)とニッケル(Ni)
と酸素(O)の原子%を変更することによって発熱抵抗体
2の比抵抗を500〜3000μΩcmとなすことができる。
前記発熱抵抗体2は所定の電気抵抗を有しているための
一定の電力が印加された場合、ジュール発熱を起こし、
印字に必要な温度、例えば300〜500℃の温度に発熱す
る。
尚、前記発熱抵抗体2の比抵抗はTix Niq Siy Ozのx
値、y値、z値及びq値を変えることによって任意の値
に調整することができるため発熱抵抗体2の発熱温度を
所望の値に調整でき、サーマルヘッドの適用範囲を広く
することが可能となる。
また、前記発熱抵抗体2は、該抵抗体2を構成するTix
Niq Siy Oz(20≦x≦30、0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦
z≦60)の比抵抗が500〜3000μΩcmと大きいことから大
電流電源を不要として発熱抵抗体を所望の温度に発熱さ
せることができる。また、膜厚を薄くすることによって
抵抗体2の抵抗値を上げる必要は一切なく、すべての発
熱抵抗体2の膜厚を実質的に均一となし得る厚みとなす
ことができる。これによってすべての発熱抵抗体2はそ
の抵抗値が実質的に同一となり、各抵抗体2のジュール
発熱量を均等として印字品質を極めて優れたものと成す
ことも可能となる。
特に、発熱抵抗体2の膜厚を200〜1000Åとしておくと
すべての発熱抵抗体2が発生するジュール発熱量を実質
的に同一となすことができることから膜厚は200〜1000
Åの範囲とすることが好ましい。
前記発熱抵抗体2上の電気導体3はアルミニウム(Al)、
銅(Cu)等から成り、該電気導体3は発熱抵抗体2にジュ
ール発熱を起こさせるための電力を印加する。
前記発熱抵抗体2の材料であるTix Niq Siy Oz(20≦x
≦30、0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦z≦60)は電気導体
3の材料であるアルミニウム(Al)、銅(Cu)等と極めてな
じみが良く、両者は強固に接合することから作動時等に
おいて外力が印加されたとしても発熱抵抗体2と電気導
体との間には剥離を発生することはない。
尚、前記Tix Niq Siy Ozから成る発熱抵抗体2はx値を
23〜26、q値を3〜7、y値を23〜26、z値を46〜54と
すると発熱抵抗体2のジュール発熱温度が約400℃とな
り、印字品質が極めて良好となるとともに電気導体3と
の接続強度も極めて大となることからx値は23〜26に、
q値は3〜7に、y値は23〜26に、z値は46〜54にする
ことが好ましい。
また、前記発熱抵抗体2及び電気導体3上には該発熱抵
抗体2等が感熱紙との接触により摩耗するのを防止する
ために耐摩耗性に優れた五酸化タンタル(Ta2O5)等から
成る保護膜4が形成されている。
前記発熱抵抗体2には例えば後述するスパッタリング法
によって形成され、また電気導電3及び保護膜4は従来
周知の真空蒸着法あるいはスパッタリング法によって形
成される。
前記発熱抵抗体2をスパッタリング法によって形成する
場合には、まず真空度1×10-3〜5×10-3Torrの低圧容
器を準備するとともに該容器内にアルゴンと酸素を注入
し、アルゴンと酸素の混合雰囲気を作る。次に前記容器
内にニッケル(Ni)を適量ドープした珪化チタン(TiSi)か
ら成るターゲットを配し、該ニッケル(Ni)をドープした
珪化チタン(TiSi)を飛散させるとともにその一部を雰囲
気中の酸素(O)と反応させTix Niq Siy Ozを作成する。
そして最後に前記Tix Niq Siy Ozをアルミナ等の基板表
面に被着させることによって基板上に発熱抵抗体が形成
される。
尚、前記スパッタリッグ法により発熱抵抗体を基板表面
に形成する場合、基板の温度を200〜500℃の温度となる
ように加熱しておくと基板と発熱抵抗体との密着性を向
上せしめることが可能となり基板を200〜500℃に加熱し
ておくことが望ましい。また、発熱抵抗体の成膜速度は
通常100Å/mm程度で行われる。
(実験例) 次に、本発明の実施例品及び従来例品の各種実験結果に
ついて説明する。
まず、第1図に示す断面のサーマルヘッドにおいて、下
記第1表に示す組成の抵抗体を使用して幅100μm、長
さ200μm、抵抗値1000Ωの発熱抵抗体試料を作成し
た。
これら各試料についてパルス幅1.0ms、パルス周期10ms
で発熱抵抗体の表面温度が500℃となるように1.0〔W/do
t〕の電力を印加し、感熱紙への実印字寿命試験を行っ
た。その結果を第2図に示す。この結果から、窒化タン
タル(Ta2N)を発熱抵抗体とする従来品は感熱紙を約70km
連続走向給紙させた時に発熱抵抗体と電気導体との間に
剥離を発生し、サーマルヘッドとして機能を喪失してし
まうのに対し、本発明組成範囲内のTix Niq Siy Ozを発
熱抵抗体として使用したもの(試料A乃至G)、及びTi
x Siy Oz(ただしx+Y+Z=1、X=0.1〜0.3、Y+
Z=0.7〜0.9、Y≠0、Z≠0)を発熱抵抗体として使
用したもの(試料I)は感熱紙を150km以上連続走向給
紙させても発熱抵抗体と電気導体との間に剥離を生じる
ことはなく、抵抗値の変化率を4%以内として極めて安
定した印字を可能としている。
また前述の各試料についてパルス幅1.0msパルス周期10m
sでステップストレステストも行った。
その結果を第3図に示す。この結果から従来品である窒
化タンタル(Ta2N)を発熱抵抗体として使用したものは1.
4〔W/dot〕の印加電力で、またTix Siy Oz(ただしx+
Y+Z=1、X=0.1〜0.3、Y+Z=0.7〜0.9、Y≠
0、Z≠0)を発熱抵抗体として使用したものは1.5〔W
/dot〕を印加電力で抵抗値に大きなバラツキを生じ、印
字品質が低下してしまうのに対し、本発明組成範囲内の
Tix Niq Siy Ozを使用したものは1.8〔W/dot〕の印加電
力まで抵抗値に大きな変化はなく、印字品質を高いもの
になし得ることが判る。
(発明の効果) かくして、本発明のサーマルヘッドによれば発熱抵抗体
の材料として比抵抗の高いTix Niq Siy Oz(20≦x≦30、
0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦z≦60)を用いたことによ
り、大電流電源を不要として発熱抵抗体を所望の温度に
発熱させることができ、また発熱抵抗体の抵抗値を膜厚
を薄くしたり、膜幅を細くしたりすることなく大となす
ことができ、膜厚を均一として、すべての発熱抵抗体の
抵抗値を実質的に同一となし、印字濃度にバラツキのな
い極めて高印字品質のサーマルヘッドが得られる。
また、本発明のサーマルヘッドによれば、発熱抵抗体の
材料として電気導体となじみがよいTix Niq Siy Oz(20
≦x≦30、0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦z≦60)を用い
たことから発熱抵抗体と電気導体とを強固に接合させる
ことができる。
そのため作動時等に外力が印加されても電気導体は発熱
抵抗体から剥離することが一切なく、常に発熱抵抗体に
規定電力を印加し、所望の温度にジュール発熱させるこ
とができる。
更には発熱抵抗体の高温時における抵抗値のバラツキが
少ないことから発熱抵抗体に高電力を印加して高温とな
す高速印字用のサーマルヘッドに好適に使用でき、かつ
その印字品質も極めて高いものとなすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のサーマルヘッドの要部断面図、第2図
は本発明実施例品及び従来例品の実印字寿命テスト結果
を示す特性図、第3図は本発明実施例品及び従来例品の
ステップストレステストの結果を示す特性図である。 1……絶縁基板、2……発熱抵抗体 3……電気導体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発熱抵抗体としてTix Niq Siy Oz(20≦x
    ≦30、0.1≦q≦10、20≦y≦30、40≦z≦60)を用いたこ
    とを特徴とするサーマルヘッド。
JP60185374A 1985-08-22 1985-08-22 サ−マルヘツド Expired - Fee Related JPH0640525B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60185374A JPH0640525B2 (ja) 1985-08-22 1985-08-22 サ−マルヘツド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60185374A JPH0640525B2 (ja) 1985-08-22 1985-08-22 サ−マルヘツド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6245002A JPS6245002A (ja) 1987-02-27
JPH0640525B2 true JPH0640525B2 (ja) 1994-05-25

Family

ID=16169683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60185374A Expired - Fee Related JPH0640525B2 (ja) 1985-08-22 1985-08-22 サ−マルヘツド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0640525B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0710601B2 (ja) * 1987-08-26 1995-02-08 株式会社日立製作所 感熱ヘツド
WO2012086558A1 (ja) * 2010-12-25 2012-06-28 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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6245002A (ja) 1987-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0710601B2 (ja) 感熱ヘツド
US4705697A (en) Electron beam formation of a thermal head using titanium silicide
JPH0712689B2 (ja) サ−マルヘツド
JPH0640525B2 (ja) サ−マルヘツド
JPH10144459A (ja) 通電発熱体
JPH0312551B2 (ja)
JPS62151359A (ja) サ−マルヘツド
JPH0579507B2 (ja)
JPH07307260A (ja) 接合体及びその形成法
JPH0770371B2 (ja) サ−マルヘツド
JPH0649375B2 (ja) サ−マルヘツド及びその製造方法
JPS6367319B2 (ja)
JPS6046029B2 (ja) サ−マルヘツド
JPH0461201A (ja) 薄膜抵抗体
JPS62109301A (ja) 感熱記録ヘツド
JPH0583378B2 (ja)
JPH0640522B2 (ja) 薄膜抵抗体
JPS63216762A (ja) サ−マルヘツド
JPS62202756A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JPH0640523B2 (ja) 薄膜抵抗体
JPH05293989A (ja) サーマルヘッド
JPS6046028B2 (ja) サ−マルヘツド
JPS6145543B2 (ja)
JPS62202754A (ja) 薄膜型サ−マルヘツド
JPS6156111B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees