JPH0679896A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

サーマルプリントヘッド

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JPH0679896A
JPH0679896A JP23601492A JP23601492A JPH0679896A JP H0679896 A JPH0679896 A JP H0679896A JP 23601492 A JP23601492 A JP 23601492A JP 23601492 A JP23601492 A JP 23601492A JP H0679896 A JPH0679896 A JP H0679896A
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sialon
tungsten carbide
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heating resistor
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Haruhiko Yamashita
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド基板11の上面における発熱抵抗体層
13を保護膜15で覆うように構成したサーマルプリン
トヘッドにおいて、その印字応答性及び耐久性の向上を
図る。 【構成】 前記保護膜15を、下層における比較的薄い
厚さの第1保護膜15aと、上層における比較的厚い厚
さの第2保護膜15bとの二層に構成し、前記第1保護
膜15aをシリコン酸化物にて形成する一方、前記第2
保護膜15bを、サイアロンに炭化タングステンを適宜
添加した材料にて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ等におけ
る印字ヘッドとして使用されるサーマルプリントヘッド
の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、薄膜型のサーマルプリントヘッ
ドは、図9に示すすように、セラミック製のヘッド基板
1の上面に、ガラス製のグレーズ層2をヘッド基板1の
長手方向に沿って帯状に形成すると共に、例えば、Ta
−SiO2 等から成る発熱抵抗体層3を形成し、更に、
この発熱抵抗体層3の上面に、当該発熱抵抗体層3を前
記グレーズ層2に沿って部分的に発熱するためのアルミ
等から成る多数本の給電用導体膜4を形成したのち、こ
れらの全体の表面を、保護膜5にて覆うように構成して
いる。
【0003】ところで、前記保護膜5には、当該保護膜
5に対して記録紙がプラテン等によって押圧されながら
擦り付けられることにより、高い耐磨耗性と、給電用導
体膜4及び発熱抵抗体層3に対する高い電気絶縁性とを
有することが要求される。そこで、先行技術としての特
開平2−238956号公報は、前記保護膜5の材料と
して、従来のガラスよりも高い耐磨耗性を有すると共
に、高い電気絶縁性(比抵抗)を有するSi−Al−O
−N系の化合物から成るサイアロン(SIALON)を
使用することを提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したサイ
アロンは、熱伝導率が低いことにより、保護膜5をこの
サイアロン製にした場合には、熱の応答性が悪いため、
印字の応答性が低くて高速印字に適合しないのであり、
高速印字に適合するためには、発熱抵抗体層3に対する
単位時間当たりの印字エネルギーを高くしなければなら
ないが、印字エネルギーを高くすると、消費電力が増大
するばかりか、発熱抵抗体層3及び各給電用導体膜4の
破壊を招来することになる。
【0005】しかも、サイアロンは、一般に、約1011
(Ω・cm)を越える高い電気絶縁性を有するために、
このサイアロンにて形成した保護膜5には、静電気が蓄
電し、静電放電により発熱抵抗体層3が静電破壊を起す
と言う問題も発生するのであった。本発明は、前記した
サイアロンに対して炭化タングステン(WC)を添加す
るか、又は、少量のコバルト(Co)を含む炭化タング
ステン(WC)を添加することにより、その熱伝導率を
高くすることができる一方、比抵抗を下げることができ
る点に着目し、このことを利用して、前記の各問題を解
消すると共に、保護膜における耐磨耗性を更に向上する
ことを技術的課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、ヘッド基板の上面に、グレーズ層、発
熱抵抗体層及び多数本の給電用導体膜を形成し、更に、
これらの全体を覆う保護膜を形成して成るサーマルプリ
ントヘッドにおいて、前記保護膜を、下層における比較
的薄い厚さの第1保護膜と、上層における比較的厚い厚
さの第2保護膜との二層に構成し、前記第1保護膜をシ
リコン酸化物にて形成する一方、前記第2保護膜を、S
i−Al−O−N系の化合物から成るサイアロンに炭化
タングステン(WC)を適宜添加した材料にて形成する
か、或いは、Si−Al−O−N系の化合物から成るサ
イアロンに少量のコバルト(Co)を含む炭化タングス
テン(WC)を適宜添加した材料にて形成することにし
た。
【0007】
【作 用】図6において実線で示す曲線Aは、前記し
たSi−Al−O−N系の化合物から成るサイアロンに
対して炭化タングステン(WC)を適宜添加した材料に
おいて、その熱伝導率を、炭化タングステン(WC)の
各含有量について測定した場合の図である。
【0008】また、図7は、前記したSi−Al−O−
N系の化合物から成るサイアロンに対して炭化タングス
テン(WC)を適宜添加した材料において、その比抵抗
を、炭化タングステン(WC)の各含有量について測定
した場合の図である。更にまた、図8は、前記したSi
−Al−O−N系の化合物から成るサイアロンに対して
炭化タングステン(WC)を適宜添加した材料におい
て、その硬度を、炭化タングステン(WC)の各含有量
について測定した場合の図である。
【0009】これらの図より明らかなように、サイアロ
ンに対して炭化タングステン(WC)を適宜添加するこ
とにより、この材料における熱伝導率及び硬度は、炭化
タングステン(WC)の含有量に比例して高くなる一
方、前記材料における比抵抗は、炭化タングステン(W
C)の含有量に比例して低くなることにより、電気絶縁
性が大幅に低下するのであった。
【0010】そこで、本発明においては、保護膜を、下
層における比較的薄い厚さの第1保護膜と、上層におけ
る比較的厚い厚さの第2保護膜との二層に構成し、前記
第1保護膜をシリコン酸化物にて形成する一方、前記第
2保護膜を、Si−Al−O−N系の化合物から成るサ
イアロンに炭化タングステン(WC)を適宜添加した材
料にて形成すると言う構成にしたのである。
【0011】すなわち、シリコン酸化物は、高い電気絶
縁性を有するから、このシリコン酸化物にて第1保護膜
を形成することにより、第2保護膜を、前記のように電
気絶縁性の低い、従って、静電気の蓄電が少ない材料に
て形成しても、これら各保護膜より下層の給電用導体膜
及び発熱抵抗体層に対して高い電気絶縁性を確保するこ
とができる。
【0012】これに加えて、前記シリコン酸化物の第1
保護膜における厚さを薄くし、その上層の第2保護膜
を、前記したように、高い熱伝導率と高い硬度とを有す
る材料にて形成して、その厚さを厚くしたことにより、
保護膜の全体としての熱伝導率を、当該保護膜の全体を
先行技術のようにサイアロンにて形成する場合よりも高
くすることができる一方、保護膜に対して、高い耐磨耗
性を付与することができるのである。
【0013】一方、前記図6において点線で示す曲線B
は、前記したSi−Al−O−N系の化合物から成るサ
イアロンに対して、6wt%のコバルト(Co)を含む
炭化タングステン(WC)を適宜添加した材料におい
て、その熱伝導率を、各含有量について測定した場合の
図である。この図から判るように、サイアロンに対して
6wt%のコバルトを含む炭化タングステン(WC)を
適宜添加することで、その材料における熱伝導率を、サ
イアロンに対して炭化タングステン(WC)のみを適宜
添加した場合よりも高くすることができるから、保護膜
のうち第2保護膜を、サイアロンに対して6wt%のコ
バルトを含む炭化タングステン(WC)を適宜添加した
材料にて形成することにより、保護膜における熱伝導率
を、更に向上できるのである。
【0014】また、サイアロンに添加する炭化タングス
テン(WC)に対し6wt%のコバルトを含有させるこ
とにより、サイアロンに対して炭化タングステン(W
C)を添加した場合、その材料における靱性は、サイア
ロンのみの場合よりも寧ろ低下することになるが、サイ
アロンに対して6wt%のコバルトを含む炭化タングス
テン(WC)を適宜添加することにより、前記靱性の低
下を防止できるのであった。
【0015】なお、サイアロンに対して6wt%のコバ
ルトを含む炭化タングステン(WC)を適宜添加した材
料における比抵抗及び硬度は、サイアロンに対して炭化
タングステン(WC)のみを適宜添加した場合と殆ど同
じであったが、しかし、炭化タングステン(WC)にお
けるコバルトの含有量が20wt%を越えると、熱伝導
率が、コバルトを含ない場合よりも低下することが認め
られたことから、炭化タングステン(WC)に対するコ
バルトの含有量は20wt%以下にとどめることが好ま
しい。
【0016】
【発明の効果】従って、本発明によると、保護膜におけ
る熱伝導率を高くできることにより、印字応答性を向上
できるから、印字エネルギーを増大することなく、消費
電力の増加及び給電導体る等の破壊を生じることなく、
高速印字に適合することができ、しかも、保護膜におけ
る静電気による静電気破壊を確実に低減できると共に、
保護膜における耐磨耗性を増大できるから、サーマルプ
リントヘッドにおける耐久性を大幅に向上できる効果を
有する。
【0017】特に、「請求項2」によると、前記の効果
を一層助長することができるのである。
【0018】
【実施例】以下、本発明における実施例を、その製造方
法と共に、図1〜図5の図面について説明する。図1及
び図2は、セラミック製のヘッド基板11の上面に、ガ
ラス製のグレーズ層12を、ヘッド基板11の長手方向
に沿って帯状に延びるように形成すると共に、例えば、
Ta−SiO2 等から成る発熱抵抗体層13を形成し、
更に、この発熱抵抗体層13の上面に、発熱抵抗体層1
3を前記グレーズ層12に沿って部分的に発熱するため
のアルミ等から成る多数本の給電用導体膜14を形成し
たものを示すものである。
【0019】このように、上面にグレーズ層12、発熱
抵抗体層13及び給電用導体膜14を形成したヘッド基
板11の全体を、高真空度に保持したスパッタリング容
器内に入れて、当該ヘッド基板11の上面と対向する部
位に、シリコン酸化物のターゲットを配設して、このタ
ーゲットと前記ヘッド基板11との間にターゲッド電圧
を印加すると言うスパッタリングを行うことにより、或
いは、CVD法により、図3に示すように、厚さ0.2
〜3ミクロンのシリコン酸化物による第1保護膜15a
を形成する。
【0020】次いで、前記第1保護膜15aを形成した
ヘッド基板11を、再び、高真空度に保持したスパッタ
リング容器内に入れて、当該ヘッド基板11の上面と対
向する部位に、Si−Al−O−N系の化合物であるサ
イアロンと炭化ダングステン(WC)とを適宜比率で混
合したのち焼結して成る焼結ターゲットを配設するか、
或いは、Si−Al−O−N系の化合物であるサイアロ
ンと少量のコバルト(Co)を含む炭化ダングステン
(WC)とを適宜比率で混合したのち焼結して成る焼結
ターゲットを配設して、前記と同様にスパッタリングを
行うことにより、図4に示すように、サイアロン−炭化
ダングステン製、又はサイアロン−コバルト・炭化ダン
グステン製の第2保護膜15bを、その厚さを2〜6ミ
クロンにして形成して、この第2保護膜15bと、前記
シリコン酸化物製の第1保護膜15aとによって、保護
膜15の全体を形成するのである。
【0021】なお、前記第2保護膜15bをスパッタリ
ングにて形成するに際しては、そのターゲットとして、
図5に示すように、サイアロン製のターゲットC1 と、
炭化ダングステン製、又はコバルト炭化ダングステン製
のターゲットC2 とを、適宜の混合比率に応じた面積比
でモザイク状に組み合わせて成る合成ターゲットCを使
用することによって行うようにしても良いのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ヘッド基板の上面にグレーズ層及び発熱抵抗体
層並びに給電用導体膜を形成した状態の要部拡大断面図
である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】前記ヘッド基板の上面に第1保護膜を形成した
状態の要部拡大断面図である。
【図4】前記ヘッド基板の上面に第2保護膜を形成した
状態の要部拡大断面図である。
【図5】前記第2保護膜をスパッタリングにて形成する
ときに使用する合成ターゲットの斜視図である。
【図6】サイアロンに対する炭化タングステンの含有量
と熱伝導率との関係を示す図である。
【図7】サイアロンに対する炭化タングステンの含有量
と比抵抗との関係を示す図である。
【図8】サイアロンに対する炭化タングステンの含有量
と硬度との関係を示す図である。
【図9】従来における薄膜型サーマルプリントヘッドの
要部拡大断面図である。
【符号の説明】
11 ヘッド基板 12 グレーズ層 13 発熱抵抗体層 14 給電用導体膜 15 保護膜 15a 第1保護膜 15b 第2保護膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘッド基板の上面に、グレーズ層、発熱抵
    抗体層及び多数本の給電用導体膜を形成し、更に、これ
    らの全体を覆う保護膜を形成して成るサーマルプリント
    ヘッドにおいて、前記保護膜を、下層における比較的薄
    い厚さの第1保護膜と、上層における比較的厚い厚さの
    第2保護膜との二層に構成し、前記第1保護膜をシリコ
    ン酸化物にて形成する一方、前記第2保護膜を、Si−
    Al−O−N系の化合物から成るサイアロンに炭化タン
    グステン(WC)を適宜添加した材料にて形成すること
    を特徴とするサーマルプリントヘッド。
  2. 【請求項2】ヘッド基板の上面に、グレーズ層、発熱抵
    抗体層及び多数本の給電用導体膜を形成し、更に、これ
    らの全体を覆う保護膜を形成して成るサーマルプリント
    ヘッドにおいて、前記保護膜を、下層における比較的薄
    い厚さの第1保護膜と、上層における比較的厚い厚さの
    第2保護膜との二層に構成し、前記第1保護膜をシリコ
    ン酸化物にて形成する一方、前記第2保護膜を、Si−
    Al−O−N系の化合物から成るサイアロンに少量のコ
    バルト(Co)を含む炭化タングステン(WC)を適宜
    添加した材料にて形成することを特徴とするサーマルプ
    リントヘッド。
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KR100844284B1 (ko) * 2000-09-27 2008-07-09 라이카 게오시스템스 아게 거리 측정 장치에서 신호 포착을 위한 장치 및 방법
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