JPH0710601B2 - 感熱ヘツド - Google Patents
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- JPH0710601B2 JPH0710601B2 JP62211632A JP21163287A JPH0710601B2 JP H0710601 B2 JPH0710601 B2 JP H0710601B2 JP 62211632 A JP62211632 A JP 62211632A JP 21163287 A JP21163287 A JP 21163287A JP H0710601 B2 JPH0710601 B2 JP H0710601B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は感熱ヘツドに係り、時に中間調の印画に好適な
感熱ヘツドに関する。
感熱ヘツドに関する。
プリンタ(熱転写プリンタ)において、熱転写印画方式
は安価であり、静かで更に小型化できることから、フア
クシミリ,ワードプロセツサ等のOA機器やビデオ画面の
ハードコピー用として広く用いられている印画方式であ
る。熱転写方式で良好に印字,印画するためには、感熱
ヘツドから発生した熱を正確に印画紙に伝えるために、
ヘツドと印画紙との接触を密にすることが必要である。
そこで従来の感熱ヘツドは、特開昭56−159176号公報に
記載され、第9図に示すように基板1の表面に山形のグ
レーズ層1aを設け、その上に発熱低抗体3を形成するこ
とにより、発熱部を凸状にし、印画紙およびインクシー
ト10とヘツドとの接触を良好にしてあつた。
は安価であり、静かで更に小型化できることから、フア
クシミリ,ワードプロセツサ等のOA機器やビデオ画面の
ハードコピー用として広く用いられている印画方式であ
る。熱転写方式で良好に印字,印画するためには、感熱
ヘツドから発生した熱を正確に印画紙に伝えるために、
ヘツドと印画紙との接触を密にすることが必要である。
そこで従来の感熱ヘツドは、特開昭56−159176号公報に
記載され、第9図に示すように基板1の表面に山形のグ
レーズ層1aを設け、その上に発熱低抗体3を形成するこ
とにより、発熱部を凸状にし、印画紙およびインクシー
ト10とヘツドとの接触を良好にしてあつた。
しかしながら、第9図に示すように発熱領域4以外の部
分に形成された導体層5の薄膜は1〜数μmあるため、
発熱領域4が谷となつており、印画紙と感熱ヘツドとの
ミクロな接触が良好ではなかつたので、ヘツドの発熱領
域4を正確に温度制御しても、それを画質に反映させる
ことが困難であつた。更に発熱領域4の近傍に熱伝導性
の良好な導体層5の配線があると、熱が導体層5にも伝
導し、発熱抵抗体3の寸法よりも広い領域を過熱し、粗
いドツトを印刷してしまう恐れがあつた。更に谷になつ
た発熱領域4に紙かすがたまりやすいという欠点があつ
た。
分に形成された導体層5の薄膜は1〜数μmあるため、
発熱領域4が谷となつており、印画紙と感熱ヘツドとの
ミクロな接触が良好ではなかつたので、ヘツドの発熱領
域4を正確に温度制御しても、それを画質に反映させる
ことが困難であつた。更に発熱領域4の近傍に熱伝導性
の良好な導体層5の配線があると、熱が導体層5にも伝
導し、発熱抵抗体3の寸法よりも広い領域を過熱し、粗
いドツトを印刷してしまう恐れがあつた。更に谷になつ
た発熱領域4に紙かすがたまりやすいという欠点があつ
た。
本発明の目的は、上記問題点を消除するとともに感熱ヘ
ツドの発熱部と印画紙との接触を良好にし、発熱低抗体
の熱を正確に印画紙又はインクシートに伝えることので
きる感熱ヘツドを供給することにある。
ツドの発熱部と印画紙との接触を良好にし、発熱低抗体
の熱を正確に印画紙又はインクシートに伝えることので
きる感熱ヘツドを供給することにある。
本発明の目的は、電気絶縁体からなる基板と、基板上に
薄膜法で形成された発熱抵抗体の発熱領域以外の表面上
に形成された導体層と、導体層および発熱抵抗体の発熱
領域の表面上に最外層として形成された保護層とを有す
る感熱ヘッドにおいて、発熱抵抗体は、10000μΩ・cm
以上の比抵抗値を有する金属間化合物と電気絶縁材料と
の複合体により形成され、導体層は、発熱領域近傍が膜
厚300nm以下の第1導体層により形成され、かつインク
紙との接触領域以外が第1導体層と第2導体層とからな
る2層により形成されている感熱ヘッドを提供すること
により達成される。
薄膜法で形成された発熱抵抗体の発熱領域以外の表面上
に形成された導体層と、導体層および発熱抵抗体の発熱
領域の表面上に最外層として形成された保護層とを有す
る感熱ヘッドにおいて、発熱抵抗体は、10000μΩ・cm
以上の比抵抗値を有する金属間化合物と電気絶縁材料と
の複合体により形成され、導体層は、発熱領域近傍が膜
厚300nm以下の第1導体層により形成され、かつインク
紙との接触領域以外が第1導体層と第2導体層とからな
る2層により形成されている感熱ヘッドを提供すること
により達成される。
感熱ヘツドの発熱抵抗体の比抵抗値を10000μΩ・cm以
上の高抵抗材とすることにより、従来の抵抗材のN倍以
上の比抵抗値となるので、発熱抵抗体の発熱量を(電
流)2×抵抗と表わし、その値を従来と同一とすれば感
熱ヘツドの回路電流が 以下となる。
上の高抵抗材とすることにより、従来の抵抗材のN倍以
上の比抵抗値となるので、発熱抵抗体の発熱量を(電
流)2×抵抗と表わし、その値を従来と同一とすれば感
熱ヘツドの回路電流が 以下となる。
そのため、発熱抵抗体に給電する導体層の通電による発
熱量が従来の約1/N以下となるので、導体層の発熱量を
従来と同一とすれば、導体層の膜厚を約1/N以下に薄く
することができる。
熱量が従来の約1/N以下となるので、導体層の発熱量を
従来と同一とすれば、導体層の膜厚を約1/N以下に薄く
することができる。
一方、感熱ヘツドの発熱領域近傍の導体層の膜厚を300n
m以下にすることにより、発熱抵抗体と印画紙あるいは
インクシートとの間隔が小さくなるとともに、発熱抵抗
体で生じた熱が導体層内を横方向に拡散するのが薄膜の
ため最小限になる。
m以下にすることにより、発熱抵抗体と印画紙あるいは
インクシートとの間隔が小さくなるとともに、発熱抵抗
体で生じた熱が導体層内を横方向に拡散するのが薄膜の
ため最小限になる。
発熱領域近傍の導体層の膜厚が300nmを越える場合は、
発熱抵抗体と印画紙面あるいはインクシート面との間隔
が十分小さくならず、また発熱抵抗体の熱が導体層内を
横方向に拡散する量が増大する。また、同一比抵抗値で
あった場合には、膜厚を薄くすることによって、発熱抵
抗の抵抗値を上げることができる。
発熱抵抗体と印画紙面あるいはインクシート面との間隔
が十分小さくならず、また発熱抵抗体の熱が導体層内を
横方向に拡散する量が増大する。また、同一比抵抗値で
あった場合には、膜厚を薄くすることによって、発熱抵
抗の抵抗値を上げることができる。
本発明の実施例について第1図〜第8図により説明す
る。
る。
第1図は本発明の一実施例の感熱ヘツドを示す。
基板1には平坦か、または表面に山形のグレーズ層1aを
有するものを用いる。基板1表面にそつて発熱抵抗体3
の薄膜を形成する。この発熱抵抗体3には、金属間化合
物と電気絶縁材料との複合体,硼化物,炭化物,窒化
物,半導体などで比抵抗値10000μΩ・cm以上の抵抗体
を用いる。
有するものを用いる。基板1表面にそつて発熱抵抗体3
の薄膜を形成する。この発熱抵抗体3には、金属間化合
物と電気絶縁材料との複合体,硼化物,炭化物,窒化
物,半導体などで比抵抗値10000μΩ・cm以上の抵抗体
を用いる。
金属間化合物と電気絶縁材料の複合体は、電気絶縁材料
を3〜20容量%含有し、スパツタリング法等により両物
質の粒子又は層同志が界面において固溶又は反応などで
強固に接合されて複合体を形成したものである。
を3〜20容量%含有し、スパツタリング法等により両物
質の粒子又は層同志が界面において固溶又は反応などで
強固に接合されて複合体を形成したものである。
金属間化合物には、Nb,Ta,V,W,Cr,Mo,Tiのシリサイドと
してはNb5Si3,NbSi2,Ta2Si,Ta5Si3,TaSi2,V3Si,V5Si3,V
Si2,W5Si3,WSi2,Cr3Si,Cr5Si3,CrSi,CrSi2,Mo3Si,Mo3Si
2,MoSi2,Ti5Si3,TiSi,TiSi2等があり、Co,Zr,Ta,Ti,Ni
のアルミニウム化合物としてはNi3Al,NiAl,Ni2Al3,CoA
l,Co2Al3,TiAl,ZrAl,ZrAl2,TaAl2,TiAl3等がある。
してはNb5Si3,NbSi2,Ta2Si,Ta5Si3,TaSi2,V3Si,V5Si3,V
Si2,W5Si3,WSi2,Cr3Si,Cr5Si3,CrSi,CrSi2,Mo3Si,Mo3Si
2,MoSi2,Ti5Si3,TiSi,TiSi2等があり、Co,Zr,Ta,Ti,Ni
のアルミニウム化合物としてはNi3Al,NiAl,Ni2Al3,CoA
l,Co2Al3,TiAl,ZrAl,ZrAl2,TaAl2,TiAl3等がある。
電気絶縁材料としては、比抵抗が1×109μΩ・cm以上
の材料であつて、例えばSiO2,Al2O3,Ta2O3,ZrO2,Y2O3,S
i3N4等がある。
の材料であつて、例えばSiO2,Al2O3,Ta2O3,ZrO2,Y2O3,S
i3N4等がある。
その他、硼化物としては、HfB,VB,MoB,LaB,TaB,TiB,Co
B,NbB,WB等の各硼化物に酸素を入れて比抵抗値を10000
μΩ・cm以上に調整したものがあり、炭化物としては、
SiC,Al4C3等があり、窒化物としては、ほとんど絶縁物
であるSi3N4,AlN,BNの原子比をずらして成膜して比抵抗
値を10000μΩ・cm以上に調整したものとTaN等があり、
半導体としては、ノン・ドープSi、ノン・ドープBe等が
ある。
B,NbB,WB等の各硼化物に酸素を入れて比抵抗値を10000
μΩ・cm以上に調整したものがあり、炭化物としては、
SiC,Al4C3等があり、窒化物としては、ほとんど絶縁物
であるSi3N4,AlN,BNの原子比をずらして成膜して比抵抗
値を10000μΩ・cm以上に調整したものとTaN等があり、
半導体としては、ノン・ドープSi、ノン・ドープBe等が
ある。
上記の低抗体を用いた発熱低抗体3の上に、発熱領域4
の両側に第1導体層5aを形成する。この発熱領域4を含
む領域で感熱ヘツドは印画紙又はインクシート10と接触
し、熱を伝えることによつて印字又は印画する。そし
て、印画紙が感熱ヘツドと接触する領域よりも広い範囲
において、発熱抵抗体3は、10000μΩ・cm以上の比抵
抗値を有する金属間化合物と電気絶縁材料との複合体に
より形成され、導体層5は、発熱領域近傍が膜厚300nm
以下の第1導体層5aにより形成され、かつインク紙との
接触領域以外が第1導体層5aと第2導体層5bとからなる
2層により形成されている。この範囲内での第1導体層
5aは発熱抵抗体3の発熱によつても電流・電圧の負荷さ
れた状態で導体層が発熱抵抗体へ侵入する現象、すなわ
ちエレクトロマイグレーシヨンや軟化がなく、発熱抵抗
体3との接着性が優れた金属および合金、すなわちクロ
ム,ニツケル,銅,銀,金,白金,ニツケル−銅などを
用いる。一方印画紙が感熱ヘツドと接触する範囲以外の
領域では、比較的厚い膜厚の第2導体層5bが望ましい。
この領域の第2導体層5bは接触領域8における第1導体
層5aと同一材料でも良いし、異なる材料の積層導体でも
良い。第2導体層5bの膜厚は1〜5μm程度でなるべく
低抵抗となることが望ましい。
の両側に第1導体層5aを形成する。この発熱領域4を含
む領域で感熱ヘツドは印画紙又はインクシート10と接触
し、熱を伝えることによつて印字又は印画する。そし
て、印画紙が感熱ヘツドと接触する領域よりも広い範囲
において、発熱抵抗体3は、10000μΩ・cm以上の比抵
抗値を有する金属間化合物と電気絶縁材料との複合体に
より形成され、導体層5は、発熱領域近傍が膜厚300nm
以下の第1導体層5aにより形成され、かつインク紙との
接触領域以外が第1導体層5aと第2導体層5bとからなる
2層により形成されている。この範囲内での第1導体層
5aは発熱抵抗体3の発熱によつても電流・電圧の負荷さ
れた状態で導体層が発熱抵抗体へ侵入する現象、すなわ
ちエレクトロマイグレーシヨンや軟化がなく、発熱抵抗
体3との接着性が優れた金属および合金、すなわちクロ
ム,ニツケル,銅,銀,金,白金,ニツケル−銅などを
用いる。一方印画紙が感熱ヘツドと接触する範囲以外の
領域では、比較的厚い膜厚の第2導体層5bが望ましい。
この領域の第2導体層5bは接触領域8における第1導体
層5aと同一材料でも良いし、異なる材料の積層導体でも
良い。第2導体層5bの膜厚は1〜5μm程度でなるべく
低抵抗となることが望ましい。
発熱抵抗体3の形状は印画方式によつて異なる。染料昇
華方式による多階調印画の場合にはストレート形状の発
熱抵抗体で、入力パワーを制御することにより、昇華す
る染料の量をコントロールし、色の濃淡を出す。一方顔
料溶融転写方式では、発熱抵抗体3に電流集中部ができ
るようにその発熱抵抗体の幅を狭くする等複雑形状と
し、入力パワーを制御することにより、発熱する面積を
コントロールし、印画するドツトの大小を変えて色の濃
淡を出す。
華方式による多階調印画の場合にはストレート形状の発
熱抵抗体で、入力パワーを制御することにより、昇華す
る染料の量をコントロールし、色の濃淡を出す。一方顔
料溶融転写方式では、発熱抵抗体3に電流集中部ができ
るようにその発熱抵抗体の幅を狭くする等複雑形状と
し、入力パワーを制御することにより、発熱する面積を
コントロールし、印画するドツトの大小を変えて色の濃
淡を出す。
耐摩耗性を有する保護層7は成膜後、なるべく発熱領域
4の直上部を平坦にするために、ドライエツチング法な
どにより平坦に加工した方が良い。
4の直上部を平坦にするために、ドライエツチング法な
どにより平坦に加工した方が良い。
高画質に印画するためには、発熱抵抗体3に入力するエ
ネルギーを多段階にコントロールして、さらにそのエネ
ルギーを正確に印画紙又はインクシート10へ伝えること
によつて色の濃淡が微妙にコントロールでき、すなわち
多階調の印画が可能となる。発熱抵抗体3の発熱を印画
紙又はインクシート10に正確に伝えるために、本発明で
は、印画紙又はインクシート10と感熱ヘツドが接触する
領域8よりも広い範囲において、第1導体層5aの膜厚を
従来よりもはるかに薄く、300nm以下にした。それによ
つて、第9図に示す従来例と比較すると、発熱領域4で
の感熱ヘツド形状の凹凸が少なくなり、印画紙又はイン
クシート10に対して感熱ヘツドの発熱領域4の密着性を
良好にすることができる。
ネルギーを多段階にコントロールして、さらにそのエネ
ルギーを正確に印画紙又はインクシート10へ伝えること
によつて色の濃淡が微妙にコントロールでき、すなわち
多階調の印画が可能となる。発熱抵抗体3の発熱を印画
紙又はインクシート10に正確に伝えるために、本発明で
は、印画紙又はインクシート10と感熱ヘツドが接触する
領域8よりも広い範囲において、第1導体層5aの膜厚を
従来よりもはるかに薄く、300nm以下にした。それによ
つて、第9図に示す従来例と比較すると、発熱領域4で
の感熱ヘツド形状の凹凸が少なくなり、印画紙又はイン
クシート10に対して感熱ヘツドの発熱領域4の密着性を
良好にすることができる。
更に発熱領域4近傍の第1導体層5aの膜厚を薄くするこ
とによつて、保護膜7の膜厚を同一と仮定すると、発熱
抵抗体3と印画紙又はインクシート10間の距離を小さく
でき、第1導体層5a内の横方向への熱伝導を最小限に押
えて効率的な印画ができる。更に、第9図に示す従来例
のように発熱領域4近傍で第1導体層5aの膜厚が厚い場
合には、熱の良導体でもある第1導体層5aを通して熱が
周囲に拡散してしまい、結果として感熱ヘツドの1ドツ
トの寸法よりも大きいドツトを印字してしまうことにな
る。本発明では、熱の伝導経路となる第1導体層5aの膜
厚を300nm以下と非常に薄くすることによつて、熱の横
方向への拡散を最小限に押え、1ドツト径を小さくし、
高階調性の印画を行なうことができる。
とによつて、保護膜7の膜厚を同一と仮定すると、発熱
抵抗体3と印画紙又はインクシート10間の距離を小さく
でき、第1導体層5a内の横方向への熱伝導を最小限に押
えて効率的な印画ができる。更に、第9図に示す従来例
のように発熱領域4近傍で第1導体層5aの膜厚が厚い場
合には、熱の良導体でもある第1導体層5aを通して熱が
周囲に拡散してしまい、結果として感熱ヘツドの1ドツ
トの寸法よりも大きいドツトを印字してしまうことにな
る。本発明では、熱の伝導経路となる第1導体層5aの膜
厚を300nm以下と非常に薄くすることによつて、熱の横
方向への拡散を最小限に押え、1ドツト径を小さくし、
高階調性の印画を行なうことができる。
以上のように発熱領域4近傍で導体層5を300nm以下に
薄膜化することによつて、高画質化を図ることができる
が、本発明の感熱ヘツドを実現するためには、薄膜化に
よつて生ずる配線抵抗の増大に起因する導体層5での発
熱を防止するために、感熱ヘツド内の回路電流を低減す
る必要がある。これは感熱ヘツドの発熱抵抗体3を比抵
抗値10000μΩ・cm以上に高比抵抗化することによつ
て、発熱量は回路電流値I、発熱抵抗体3の抵抗値Rと
するとI2Rで与えられ、例えば導体層の膜厚を1/Nとする
ためには、同一の発熱量と仮定すると、回路電流値は に低下させる必要がある。これは従来よりN倍高い比抵
抗値の発熱抵抗体3を用いることによつて可能となる。
現在実用化されている感熱ヘツドの発熱抵抗体3の比抵
抗値は2000μΩ・cm程度が一般的であるが、この比抵抗
値を5倍以上である10000μΩ・cm以上にすると導体層
および配線の膜厚を1/5以下に薄膜化することができ
る。現在の導体層又は配線膜厚は1.5μm程度であり、
比抵抗値10000μΩ・cm以上の発熱抵抗体3を用いるこ
とによつて300nm以下に薄くすることができる。更に基
板1全体ではなく、印画紙又はインクシート10とヘツド
が接触する接触領域8だけ導体層5の膜厚を薄くする場
合には300nm以下の膜厚にもでき、比較的高抵抗の材料
も使うことができる。
薄膜化することによつて、高画質化を図ることができる
が、本発明の感熱ヘツドを実現するためには、薄膜化に
よつて生ずる配線抵抗の増大に起因する導体層5での発
熱を防止するために、感熱ヘツド内の回路電流を低減す
る必要がある。これは感熱ヘツドの発熱抵抗体3を比抵
抗値10000μΩ・cm以上に高比抵抗化することによつ
て、発熱量は回路電流値I、発熱抵抗体3の抵抗値Rと
するとI2Rで与えられ、例えば導体層の膜厚を1/Nとする
ためには、同一の発熱量と仮定すると、回路電流値は に低下させる必要がある。これは従来よりN倍高い比抵
抗値の発熱抵抗体3を用いることによつて可能となる。
現在実用化されている感熱ヘツドの発熱抵抗体3の比抵
抗値は2000μΩ・cm程度が一般的であるが、この比抵抗
値を5倍以上である10000μΩ・cm以上にすると導体層
および配線の膜厚を1/5以下に薄膜化することができ
る。現在の導体層又は配線膜厚は1.5μm程度であり、
比抵抗値10000μΩ・cm以上の発熱抵抗体3を用いるこ
とによつて300nm以下に薄くすることができる。更に基
板1全体ではなく、印画紙又はインクシート10とヘツド
が接触する接触領域8だけ導体層5の膜厚を薄くする場
合には300nm以下の膜厚にもでき、比較的高抵抗の材料
も使うことができる。
導体層5、配線を一層の薄い膜厚だけの材料で構成すれ
ば一層の導体層5、配線だけをフオトエツチングにより
パターニングすれば良いので製造プロセスが大幅に低減
できる。
ば一層の導体層5、配線だけをフオトエツチングにより
パターニングすれば良いので製造プロセスが大幅に低減
できる。
導体層5の膜厚を300nm以下とすれば発熱領域4近傍の
ヘツド形状は平坦に近くなるが、依然として300nmの凹
凸は残つている。そこでこの凹凸は接触を良くするため
にには100nm以下にすることが望ましいので、保護層7
成膜後、これらの層をドライエツチング等で加工するこ
とにより残つた凹凸を完全になくすことができる。
ヘツド形状は平坦に近くなるが、依然として300nmの凹
凸は残つている。そこでこの凹凸は接触を良くするため
にには100nm以下にすることが望ましいので、保護層7
成膜後、これらの層をドライエツチング等で加工するこ
とにより残つた凹凸を完全になくすことができる。
また、発熱抵抗体3の抵抗値を高くすることにより、駆
動回路の回路電流を軽減させることができる。これによ
る効果は、例えば第2図の感熱ヘツドの等価回路におい
て、発熱抵抗体R1〜R1024のドツト抵抗が1kΩからNkΩ
にN倍化させた場合を考えると、1ドツトだけ書く場合
から1024ドツト全部書く場合までの種々の場合の発熱エ
ネルギーのばらつきを、第3図に示すように、低減させ
ることができるという別の効果もある。発熱抵抗体のド
ット抵抗は第2図に示す導体層の抵抗rlより十分大きい
ことが望ましい。また発熱抵抗体のドット抵抗は第2図
に示すように、1KΩ以上であることが好ましい。さらに
好適には第3図に示すように、発熱抵抗体のドット抵抗
はNが4以上、すなわち4KΩ以上であることが好まし
い。
動回路の回路電流を軽減させることができる。これによ
る効果は、例えば第2図の感熱ヘツドの等価回路におい
て、発熱抵抗体R1〜R1024のドツト抵抗が1kΩからNkΩ
にN倍化させた場合を考えると、1ドツトだけ書く場合
から1024ドツト全部書く場合までの種々の場合の発熱エ
ネルギーのばらつきを、第3図に示すように、低減させ
ることができるという別の効果もある。発熱抵抗体のド
ット抵抗は第2図に示す導体層の抵抗rlより十分大きい
ことが望ましい。また発熱抵抗体のドット抵抗は第2図
に示すように、1KΩ以上であることが好ましい。さらに
好適には第3図に示すように、発熱抵抗体のドット抵抗
はNが4以上、すなわち4KΩ以上であることが好まし
い。
以下に、本発明の実施例の詳細について説明する。
第1実施例 第1図に示す膜構成のヘツドを作製する。山形のグレー
ズ層1aを付けた基板1の上にスパツタリング法により、
金属間化合物CrSi3 90〜95%と、電気絶縁材料SiO2 5〜
10%との複合体からなる発熱抵抗体3を成膜する。CrSi
3とSiO2は別々のターゲツトから二元同時スパツタリン
グにより成膜しても良く、両者の複合ターゲツトからス
パツタしても良い。この薄膜抵抗体の比抵抗ρは15000
μΩ・cmであつた。この上から第1導体層5aであるクロ
ムを150nmの厚さにスパツタリング法により成膜する。
更に感熱ヘツドの接触領域8以外の領域において、比較
的膜厚の厚い配線として、アルミニウムを2μmスパツ
タリングを行なつて第2導体層5bを形成する。感熱ヘツ
ドの接触領域8において、発熱抵抗体3と印画紙又はイ
ンクシート10との隙間を最小限にし、更に導体層5から
の熱拡散により、熱がドツトより広い面積へ広がらない
ように第2導体層5bの間隔を2mmとなるようにフオトエ
ツチングによりパターニングした。山形グレーズ層1aの
幅は1mmである。
ズ層1aを付けた基板1の上にスパツタリング法により、
金属間化合物CrSi3 90〜95%と、電気絶縁材料SiO2 5〜
10%との複合体からなる発熱抵抗体3を成膜する。CrSi
3とSiO2は別々のターゲツトから二元同時スパツタリン
グにより成膜しても良く、両者の複合ターゲツトからス
パツタしても良い。この薄膜抵抗体の比抵抗ρは15000
μΩ・cmであつた。この上から第1導体層5aであるクロ
ムを150nmの厚さにスパツタリング法により成膜する。
更に感熱ヘツドの接触領域8以外の領域において、比較
的膜厚の厚い配線として、アルミニウムを2μmスパツ
タリングを行なつて第2導体層5bを形成する。感熱ヘツ
ドの接触領域8において、発熱抵抗体3と印画紙又はイ
ンクシート10との隙間を最小限にし、更に導体層5から
の熱拡散により、熱がドツトより広い面積へ広がらない
ように第2導体層5bの間隔を2mmとなるようにフオトエ
ツチングによりパターニングした。山形グレーズ層1aの
幅は1mmである。
次に発熱領域4まで延びた膜厚150nmの第1導体層5aを
同様にフオトエツチングでパターニングする。次に発熱
抵抗体3を第4図に示すように電流集中部が生じるよう
に幅を狭く加工する。その後、保護層7としてSiO2とTa
2O5を1μmずつの厚さに成膜する。
同様にフオトエツチングでパターニングする。次に発熱
抵抗体3を第4図に示すように電流集中部が生じるよう
に幅を狭く加工する。その後、保護層7としてSiO2とTa
2O5を1μmずつの厚さに成膜する。
この感熱ヘツドは、発熱領域4近傍のヘツド形状が非常
に平らであり、発熱抵抗体3印画紙又はインクシート10
との距離が近く、また熱の伝導経路である発熱領域近傍
の導体層5aの膜厚が300nm以下と薄いために、熱拡散も
ないため、発熱抵抗体3の発熱を効率よく正確に印画紙
又はインクシート10に伝えることができる。ここで、発
熱抵抗体3の形状を第4図(a)に示すように幅を狭く
加工すれば、入力パワーを制御することによつて、第4
図(b)に示すように印画するドツト形状11をコントロ
ールできる。特に小パワーを入力した際に細かいヘツド
が正確に印刷できるために、低濃度側で正確な印画がで
き、高階調のフルカラープリントが可能になる。
に平らであり、発熱抵抗体3印画紙又はインクシート10
との距離が近く、また熱の伝導経路である発熱領域近傍
の導体層5aの膜厚が300nm以下と薄いために、熱拡散も
ないため、発熱抵抗体3の発熱を効率よく正確に印画紙
又はインクシート10に伝えることができる。ここで、発
熱抵抗体3の形状を第4図(a)に示すように幅を狭く
加工すれば、入力パワーを制御することによつて、第4
図(b)に示すように印画するドツト形状11をコントロ
ールできる。特に小パワーを入力した際に細かいヘツド
が正確に印刷できるために、低濃度側で正確な印画がで
き、高階調のフルカラープリントが可能になる。
第1実施例に対する比較例として、第4図(a)に示し
た例と同様の複雑な抵抗体形状を有し、第1導体層5aの
膜厚が1.5μmある感熱ヘツドで印画したときの印画ド
ツトの例を第5図に示す。第1導体層5aが厚いために感
熱ヘツドの接触領域8の凹凸が第9図の従来の感熱ヘツ
ド同様に著しく、発熱抵抗体3と印画紙又はインクシー
ト10との距離が遠く、しかも導体層5aを介しての熱伝導
があるために、第5図(b)に示すようにドツト印画の
ために大きなパワーが必要であり、より小さいドツトの
印画が困難となり、大きなドツトは電極方向へ長く延び
る傾向をもつ。上記のようなドツトでは高階調の印画が
無理であり、良好な中間調プリントはできない。
た例と同様の複雑な抵抗体形状を有し、第1導体層5aの
膜厚が1.5μmある感熱ヘツドで印画したときの印画ド
ツトの例を第5図に示す。第1導体層5aが厚いために感
熱ヘツドの接触領域8の凹凸が第9図の従来の感熱ヘツ
ド同様に著しく、発熱抵抗体3と印画紙又はインクシー
ト10との距離が遠く、しかも導体層5aを介しての熱伝導
があるために、第5図(b)に示すようにドツト印画の
ために大きなパワーが必要であり、より小さいドツトの
印画が困難となり、大きなドツトは電極方向へ長く延び
る傾向をもつ。上記のようなドツトでは高階調の印画が
無理であり、良好な中間調プリントはできない。
第2実施例 第6図,第7図において導体層5は感熱ヘツドの接触領
域8以外の感熱ヘツド全面においても膜厚300nm以下の
一層の場合の例である。導体層の材料としてはクロム,
ニッケル,銅,銀,金,白金,ニツケル−銅などを用い
る。一層だけの導体層であるから製造プロセスは大幅に
簡易化され、コストの低減が図れる。なお基板上に集積
回路素子を接続する場合は、その接続領域以外で導体層
の膜厚を300nm以下とする。
域8以外の感熱ヘツド全面においても膜厚300nm以下の
一層の場合の例である。導体層の材料としてはクロム,
ニッケル,銅,銀,金,白金,ニツケル−銅などを用い
る。一層だけの導体層であるから製造プロセスは大幅に
簡易化され、コストの低減が図れる。なお基板上に集積
回路素子を接続する場合は、その接続領域以外で導体層
の膜厚を300nm以下とする。
第3実施例 感熱ヘツドの最上部に成膜された保護層7に残つた凹凸
はドライエツチングにより除去することができる例を第
8図に示す。第8図の上図に示すように、保護膜7を成
膜した後、スピンコート、すなわちレジストを滴下,回
転して塗布する方法によりレジスト9を塗布する。その
上からドライエツチングし、同図の中図に示すように、
保護層7の接触領域8直上の凹凸が消滅したところでエ
ツチングを終了し、レジスト9を剥離して、同図の下図
に示す保護層7を形成する。以上のプロセスによつて保
護層7の凹凸をなくし、ヘツド直上部の接触領域8を完
全に平坦化することができる。但しこのプロセスにおい
てはレジスト9と保護層7のエツチングレートが同一に
なるようなエツチングガスを選択する必要がある。熱転
写プリンタは、前記いずれか一つの感熱ヘッドを具備す
ることにより構成される。
はドライエツチングにより除去することができる例を第
8図に示す。第8図の上図に示すように、保護膜7を成
膜した後、スピンコート、すなわちレジストを滴下,回
転して塗布する方法によりレジスト9を塗布する。その
上からドライエツチングし、同図の中図に示すように、
保護層7の接触領域8直上の凹凸が消滅したところでエ
ツチングを終了し、レジスト9を剥離して、同図の下図
に示す保護層7を形成する。以上のプロセスによつて保
護層7の凹凸をなくし、ヘツド直上部の接触領域8を完
全に平坦化することができる。但しこのプロセスにおい
てはレジスト9と保護層7のエツチングレートが同一に
なるようなエツチングガスを選択する必要がある。熱転
写プリンタは、前記いずれか一つの感熱ヘッドを具備す
ることにより構成される。
本発明の構成によれば、発熱抵抗体を、10000μΩ・cm
以上の比抵抗値を有する複合体で形成することにより、
発熱領域近傍の第1導体層の膜厚を300nm以下に形成で
きて、発熱抵抗体と印画紙又はインクシートとの距離が
小さくなり、かつ第1導体層内の横方向の熱拡散が小さ
くなるので、発熱抵抗体の発熱を小さいドット径で効率
よく正確に印画紙又はインクシートに伝えることができ
る。また印画紙又はインクシートとの接触領域以外を第
1導体層と第2導体層とからなる2層で形成し、第1導
体層および第2導体層の材料を選択することにより、第
1導体層の発熱による軟化や電流印加による発熱抵抗体
への侵入現象を防止でき、かつ第2導体層を低抵抗に形
成して配線抵抗を低減することできる。したがって、中
間調印画用ヘッドでは高階調の印画によるフルカラープ
リントが可能になる。
以上の比抵抗値を有する複合体で形成することにより、
発熱領域近傍の第1導体層の膜厚を300nm以下に形成で
きて、発熱抵抗体と印画紙又はインクシートとの距離が
小さくなり、かつ第1導体層内の横方向の熱拡散が小さ
くなるので、発熱抵抗体の発熱を小さいドット径で効率
よく正確に印画紙又はインクシートに伝えることができ
る。また印画紙又はインクシートとの接触領域以外を第
1導体層と第2導体層とからなる2層で形成し、第1導
体層および第2導体層の材料を選択することにより、第
1導体層の発熱による軟化や電流印加による発熱抵抗体
への侵入現象を防止でき、かつ第2導体層を低抵抗に形
成して配線抵抗を低減することできる。したがって、中
間調印画用ヘッドでは高階調の印画によるフルカラープ
リントが可能になる。
第1図は本発明の一実施例の感熱ヘツドを示す断面図で
あり、第2図は本発明の感熱ヘツドの等価回路を示す図
であり、第3図は本発明の発熱抵抗体の高抵抗比の効果
を示す図であり、第4図(a)は本発明の感熱ヘツドの
印画面を示す正面図であり、第4図(b)は第4図
(a)の感熱ヘツドによる印画例を示す図であり、第5
図(a)は比較例としての従来技術による感熱ヘツドの
印画面を示す正面図であり、第5図(b)は第5図
(a)の感熱ヘツドによる印画例を示す図であり、第6
図は本発明による導体層が全面にわたつて300nm以下で
一層である場合の感熱ヘツドを示す断面図であり、第7
図は本発明による導体層が全面にわたつて300nm以下で
一層である場合の平面状の感熱ヘツドを示す断面図であ
り、第8図は本発明の感熱ヘツドの保護層を平坦化する
プロセスを示す断面図であり、第9図は従来技術による
感熱ヘツドを示す断面図である。 1……基板、3……発熱抵抗体、4……発熱領域、5…
…導体層、7……保護層。
あり、第2図は本発明の感熱ヘツドの等価回路を示す図
であり、第3図は本発明の発熱抵抗体の高抵抗比の効果
を示す図であり、第4図(a)は本発明の感熱ヘツドの
印画面を示す正面図であり、第4図(b)は第4図
(a)の感熱ヘツドによる印画例を示す図であり、第5
図(a)は比較例としての従来技術による感熱ヘツドの
印画面を示す正面図であり、第5図(b)は第5図
(a)の感熱ヘツドによる印画例を示す図であり、第6
図は本発明による導体層が全面にわたつて300nm以下で
一層である場合の感熱ヘツドを示す断面図であり、第7
図は本発明による導体層が全面にわたつて300nm以下で
一層である場合の平面状の感熱ヘツドを示す断面図であ
り、第8図は本発明の感熱ヘツドの保護層を平坦化する
プロセスを示す断面図であり、第9図は従来技術による
感熱ヘツドを示す断面図である。 1……基板、3……発熱抵抗体、4……発熱領域、5…
…導体層、7……保護層。
Claims (5)
- 【請求項1】電気絶縁体からなる基板と、該基板上に薄
膜法で形成された発熱抵抗体の発熱領域以外の表面上に
形成された導体層と、該導体層および前記発熱低抗体の
発熱領域の表面上に最外層として形成された保護層とを
有する感熱ヘッドにおいて、前記発熱抵抗体は、10000
μΩ・cm以上の比抵抗値を有する金属間化合物と電気絶
縁材料との複合体により形成され、前記導体層は、前記
発熱領域近傍が膜厚300nm以下の第1導体層により形成
され、かつインク紙との接触領域以外が該第1導体層と
第2導体層とからなる2層により形成されていることを
特徴とする感熱ヘッド。 - 【請求項2】前記第1導体層は、Cr、Ni、Cu、Ag、Au、
Pt、Ni−Cuのうちのいずれか一つの金属またはそれぞれ
の金属の合金により形成され、第2導体層は、前記第1
導体層と同一材料または低抵抗材料により形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の感熱ヘ
ッド。 - 【請求項3】前記発熱低抗体の幅が発熱領域で狭くなっ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
項に記載の感熱ヘッド。 - 【請求項4】前記保護層の表面の発熱領域直上部の凹凸
が100nm以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項ないし第3項のうちいずれかの1項に記載の感熱ヘ
ッド。 - 【請求項5】特許請求の範囲第1項ないし第4項のうち
いずれかの1項に記載の感熱ヘッドを具備したことを特
徴とする熱転写プリンタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211632A JPH0710601B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 感熱ヘツド |
| US07/235,530 US4907015A (en) | 1987-08-26 | 1988-08-24 | Thermal printing head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62211632A JPH0710601B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 感熱ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6455253A JPS6455253A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0710601B2 true JPH0710601B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=16608991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62211632A Expired - Lifetime JPH0710601B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 感熱ヘツド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4907015A (ja) |
| JP (1) | JPH0710601B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19633577A1 (de) * | 1995-08-22 | 1997-02-27 | Rohm Co Ltd | Thermodruckkopf, Herstellungsverfahren desselben und Verfahren zum Einstellen der Wärmeerzeugung davon |
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| JP2916213B2 (ja) * | 1990-05-24 | 1999-07-05 | アルプス電気株式会社 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
| JP3241755B2 (ja) * | 1991-07-23 | 2001-12-25 | ローム株式会社 | サーマルヘッド及びそれを使用した電子機器 |
| US5374946A (en) * | 1992-02-20 | 1994-12-20 | Alps Electric Co., Ltd. | Sliding contact part for recording medium |
| US5357269A (en) * | 1992-06-01 | 1994-10-18 | Eastman Kodak Company | Electrical print head for thermal printer |
| US5473357A (en) * | 1992-10-21 | 1995-12-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Thermal head and manufacturing method |
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| KR100232853B1 (ko) * | 1997-10-15 | 1999-12-01 | 윤종용 | 잉크젯 프린터 헤드의 가열장치 및 이의 제조방법 |
| DE19845532A1 (de) * | 1998-10-02 | 2000-04-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Kompositwerkstoffen und Vertreter solcher Kompositwerkstoffe |
| US6213587B1 (en) | 1999-07-19 | 2001-04-10 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printhead having improved reliability |
| JP2002067367A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-05 | Alps Electric Co Ltd | サーマルヘッド及びその製造方法 |
| JP2004216889A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-08-05 | Canon Inc | 発熱抵抗体薄膜、これを用いたインクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド及びインクジェット装置 |
| JP5672479B2 (ja) * | 2010-08-25 | 2015-02-18 | セイコーインスツル株式会社 | サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法 |
| JP5943414B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2016-07-05 | セイコーインスツル株式会社 | サーマルヘッドの製造方法 |
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| JPS5787977A (en) * | 1980-11-25 | 1982-06-01 | Shiojiri Kogyo Kk | Thermal head |
| JPS59179364A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-11 | Toshiba Corp | サ−マルヘツド |
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-
1987
- 1987-08-26 JP JP62211632A patent/JPH0710601B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-24 US US07/235,530 patent/US4907015A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| JPS6455253A (en) | 1989-03-02 |
| US4907015A (en) | 1990-03-06 |
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