JPS6046028B2 - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS6046028B2 JPS6046028B2 JP53014282A JP1428278A JPS6046028B2 JP S6046028 B2 JPS6046028 B2 JP S6046028B2 JP 53014282 A JP53014282 A JP 53014282A JP 1428278 A JP1428278 A JP 1428278A JP S6046028 B2 JPS6046028 B2 JP S6046028B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vanadium
- boride
- thermal head
- heating resistor
- alloy
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters 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
- B41J2/32—Typewriters 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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サーマルヘッドの発熱抵抗体と、該発熱抵
抗体に電力を供給する電気導体との密着性の良いサーマ
ルヘッドに関する。
抗体に電力を供給する電気導体との密着性の良いサーマ
ルヘッドに関する。
熱印字記録に用いられるサーマルヘッドは、例えばガ
ラスのような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上
に複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給
するための電気導体とを設け、記録すべき情報に従つて
必要な熱パターンが一得られるように、対応する発熱抵
抗体に電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒
体に接触することにより記録を行うものである。
ラスのような電気的な絶縁性と平滑面とを有する基板上
に複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電力を供給
するための電気導体とを設け、記録すべき情報に従つて
必要な熱パターンが一得られるように、対応する発熱抵
抗体に電気導体を介して電流を流して発熱させ、記録媒
体に接触することにより記録を行うものである。
そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ー れ−、をケ。仕ピロlkマιj」−レ゛1よ上L
An−一 、、 ・ ム等を用いた厚膜発熱抵抗体、シ
リコン半導体を用いた半導体発熱抵抗体がある。このう
ち薄膜発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドは厚膜発熱抵
抗体、半導体発熱抵抗体等と比較して熱応答性がよく耐
熱性、耐熱衝撃性に優れ、寿命が長く、信頼性が高い等
の特徴を有している。この薄膜発熱抵抗体としては、従
来、窒化タンタルが比較的耐熱性に優れ、信頼性も高く
、又、固有抵抗値も250〜300μΩαと比較的高い
値で製造の制御性もよ・いため、特に多く用いられてい
る。しかるに窒化タンタルは約000゜C以上の高温に
対しては急激に酸化されその抵抗値が急激に増加し、記
録紙に印字する場合、印字濃度を劣化させる欠点がある
。一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン(SIO
0)の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル(
Ta2O5)の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして
使用しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時
の抵抗変化は少くなく、なお十分満足できるものではな
かつた。特に近年高速サーマルヘッドの要求が増加しつ
つあるためヘッドの通電パルス巾を短かくして感熱紙を
発色させる必要があり、従つて電力は従来より増加する
ことになり、発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命は
より短かくなる。そのため、さらに耐熱性のある発熱抵
抗体が要求されている。本発明者等は、上記欠点を改善
するために種々検討した結果、金属硼化物を主成分とす
る発熱抵抗体が非常に満足すべきものであることを見い
出した。
ー れ−、をケ。仕ピロlkマιj」−レ゛1よ上L
An−一 、、 ・ ム等を用いた厚膜発熱抵抗体、シ
リコン半導体を用いた半導体発熱抵抗体がある。このう
ち薄膜発熱抵抗体を用いたサーマルヘッドは厚膜発熱抵
抗体、半導体発熱抵抗体等と比較して熱応答性がよく耐
熱性、耐熱衝撃性に優れ、寿命が長く、信頼性が高い等
の特徴を有している。この薄膜発熱抵抗体としては、従
来、窒化タンタルが比較的耐熱性に優れ、信頼性も高く
、又、固有抵抗値も250〜300μΩαと比較的高い
値で製造の制御性もよ・いため、特に多く用いられてい
る。しかるに窒化タンタルは約000゜C以上の高温に
対しては急激に酸化されその抵抗値が急激に増加し、記
録紙に印字する場合、印字濃度を劣化させる欠点がある
。一般にはこの欠点を補うために酸化シリコン(SIO
0)の耐酸化保護層を設け更にその上に酸化タンタル(
Ta2O5)の耐摩耗層を設けてサーマルヘッドとして
使用しているが、サーマルヘッドを長時間駆動させた時
の抵抗変化は少くなく、なお十分満足できるものではな
かつた。特に近年高速サーマルヘッドの要求が増加しつ
つあるためヘッドの通電パルス巾を短かくして感熱紙を
発色させる必要があり、従つて電力は従来より増加する
ことになり、発熱抵抗体はさらに高温になるから寿命は
より短かくなる。そのため、さらに耐熱性のある発熱抵
抗体が要求されている。本発明者等は、上記欠点を改善
するために種々検討した結果、金属硼化物を主成分とす
る発熱抵抗体が非常に満足すべきものであることを見い
出した。
この金属硼化物を主成分とする発熱抵抗体は約500′
Cの耐熱性を有していて酸化されにくく、抵抗値が安定
で、比抵抗を高い値まで選択できものである。さらにそ
の製造方法は、従来の窒化タンタル薄膜発熱抵抗体が反
応スパッタリングでしか製造できないのに対して、電子
ビーム蒸着、スパッタリング、反応スパッタリングのい
ずれでも製造することができる。しかしながら本発明者
等が種々検討した結果、前記硼化物薄膜発熱抵抗体に電
力を供給するための電気導体を蒸着したときに、その密
着性に問題があることが明らかになつた。
Cの耐熱性を有していて酸化されにくく、抵抗値が安定
で、比抵抗を高い値まで選択できものである。さらにそ
の製造方法は、従来の窒化タンタル薄膜発熱抵抗体が反
応スパッタリングでしか製造できないのに対して、電子
ビーム蒸着、スパッタリング、反応スパッタリングのい
ずれでも製造することができる。しかしながら本発明者
等が種々検討した結果、前記硼化物薄膜発熱抵抗体に電
力を供給するための電気導体を蒸着したときに、その密
着性に問題があることが明らかになつた。
すなわち、サーマルヘッドの電気導体としては一般に、
一定の膜厚に対してその固有抵抗値が低くて、化学的、
熱的に安定性のある金、銀、銅、アルミニウム等の電気
良導体及びそれらの合金が用いられていた。
一定の膜厚に対してその固有抵抗値が低くて、化学的、
熱的に安定性のある金、銀、銅、アルミニウム等の電気
良導体及びそれらの合金が用いられていた。
これらの電気良導体のうち、銅、アルミニウム及びそれ
らの合金は一般に強固な密着力をもつているが、金、銀
については密着性が悪いため、下引層としてクロムまた
はニクロム等の薄膜を設けることにより密着力を向上さ
せていた。しかしながら、金属硼化物を主成分とする発
熱抵抗体に対しては前記の下引層も効果が十分でないこ
とが判つた。本発明は、抵抗値が安定で比抵抗を高い値
まで選択でき、さらに安定性と信頼性に優れ、経時的に
安定した優れた画像を与えるサーマルヘッドを提供する
ことを目的とし、その特徴とするところは、金属硼化物
を主成分とする発熱抵抗体と電力供給用の電気導体との
間にバナジウムを主成分とする合金層を設けたことにあ
る。
らの合金は一般に強固な密着力をもつているが、金、銀
については密着性が悪いため、下引層としてクロムまた
はニクロム等の薄膜を設けることにより密着力を向上さ
せていた。しかしながら、金属硼化物を主成分とする発
熱抵抗体に対しては前記の下引層も効果が十分でないこ
とが判つた。本発明は、抵抗値が安定で比抵抗を高い値
まで選択でき、さらに安定性と信頼性に優れ、経時的に
安定した優れた画像を与えるサーマルヘッドを提供する
ことを目的とし、その特徴とするところは、金属硼化物
を主成分とする発熱抵抗体と電力供給用の電気導体との
間にバナジウムを主成分とする合金層を設けたことにあ
る。
本発明に適用する金属硼化物には、硼化ジルコニウム、
硼化ハフニウム、硼化ランタン、硼化クロム、硼化チタ
ン、硼化タンタル、硼化ニオブ、硼化タングステン、硼
化モリブデン、硼化バナジウム等がある。
硼化ハフニウム、硼化ランタン、硼化クロム、硼化チタ
ン、硼化タンタル、硼化ニオブ、硼化タングステン、硼
化モリブデン、硼化バナジウム等がある。
薄膜発熱抵抗体としてこれらの金属硼化物を単独あるい
は2種以上混合したりする。さらに酸素、炭素、窒素を
発熱抵抗体中の金属総量に対して原子比で0.005〜
1.0程度含有させても良い。あるいは、金属硼化物に
Si..GelTi..Zr..Hf..V,.Nb.
.Ta,.Cr,.MO..W,.CulAg.sAu
.sLa,sGa..SmlMn..Fe..CO..
NilPt..Rh..PdlOs..Ir..Ruな
どの金属を0.5m01%〜50rr101%加えても
よい。また、金属硼化物にMOSl2、WSl2、VS
l2、NbSi2、TaSi2、Crsi2、Zrsl
2、TiSi2、Cr3Sj.sFe3Siなどの導電
性硅化物を1m01%〜40rT101%加えてもよい
。バナジウム層またはバナジウムを主成分とする合金層
の厚さは余り薄くなると密着性の効果が十分でなく、一
方余り厚くしても密着性の効果が飽和してしまうので、
好ましくは5A〜1000Aがよく、より好ましくは1
0〜500Aさらに好ましくは20〜300Aがよい。
ここでバナジウムとの合金を作る金属としてはA1、A
u..Cu.,Ag..Zr.HflNb..Ti..
Ta,.Cr..MOl■、Kg等が適用される。これ
らのバナジウム層またはバナジウムを主成分とする合金
層は抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリン
グ法等により作成することができる。上述のようにして
構成したサーマルヘッドは比抵抗を高い値まで選択でき
、印字の高速化の為に短いパルス内で大きな電流を流す
ことも耐えられる。
は2種以上混合したりする。さらに酸素、炭素、窒素を
発熱抵抗体中の金属総量に対して原子比で0.005〜
1.0程度含有させても良い。あるいは、金属硼化物に
Si..GelTi..Zr..Hf..V,.Nb.
.Ta,.Cr,.MO..W,.CulAg.sAu
.sLa,sGa..SmlMn..Fe..CO..
NilPt..Rh..PdlOs..Ir..Ruな
どの金属を0.5m01%〜50rr101%加えても
よい。また、金属硼化物にMOSl2、WSl2、VS
l2、NbSi2、TaSi2、Crsi2、Zrsl
2、TiSi2、Cr3Sj.sFe3Siなどの導電
性硅化物を1m01%〜40rT101%加えてもよい
。バナジウム層またはバナジウムを主成分とする合金層
の厚さは余り薄くなると密着性の効果が十分でなく、一
方余り厚くしても密着性の効果が飽和してしまうので、
好ましくは5A〜1000Aがよく、より好ましくは1
0〜500Aさらに好ましくは20〜300Aがよい。
ここでバナジウムとの合金を作る金属としてはA1、A
u..Cu.,Ag..Zr.HflNb..Ti..
Ta,.Cr..MOl■、Kg等が適用される。これ
らのバナジウム層またはバナジウムを主成分とする合金
層は抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリン
グ法等により作成することができる。上述のようにして
構成したサーマルヘッドは比抵抗を高い値まで選択でき
、印字の高速化の為に短いパルス内で大きな電流を流す
ことも耐えられる。
また、ヘッド部、配線部の密着性が良いので耐熱性に優
れ、また、繰り返しパルスの印加に対しても長時間安定
である。その製造方法も、特殊なものに限定する必要が
なく、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリ
ング法などいずれでも適用することができる。さらに、
このサーマルヘッドを用いて印字したときには経時的に
も安定した画像を提供することができる。次に実施例に
ついて説明する。
れ、また、繰り返しパルスの印加に対しても長時間安定
である。その製造方法も、特殊なものに限定する必要が
なく、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリ
ング法などいずれでも適用することができる。さらに、
このサーマルヘッドを用いて印字したときには経時的に
も安定した画像を提供することができる。次に実施例に
ついて説明する。
実施例1
十分に洗浄した、グレーズド・セラミックス基板上に硼
化チタン(TiB2)、硼化ジルコニウム(ZrB2)
、硼化ハフニウム(HfB2)、硼化バナジウム(V八
)、硼化ニオブ(NbB2)、硼化タンタル(TaB2
)、硼化クロム(CrB2)、硼化モリブデン(MOB
)、硼化タングステン(WBとWB2の混合物)、硼化
ランタン(LlB6)をターゲットとして2×10−2
T0rrのアルゴン分圧でスパッターにて、それぞれ1
000Aの膜厚をつけた。
化チタン(TiB2)、硼化ジルコニウム(ZrB2)
、硼化ハフニウム(HfB2)、硼化バナジウム(V八
)、硼化ニオブ(NbB2)、硼化タンタル(TaB2
)、硼化クロム(CrB2)、硼化モリブデン(MOB
)、硼化タングステン(WBとWB2の混合物)、硼化
ランタン(LlB6)をターゲットとして2×10−2
T0rrのアルゴン分圧でスパッターにて、それぞれ1
000Aの膜厚をつけた。
これらの金属硼化物薄膜と電気導体(金、銀、銅、アル
ミニウムの4種類)との密着性を測定する為に、両者の
間に下引層を設けた場合と設けない場合との試料を作成
した。下引層としては100A〜200A厚のクロム層
、ニクロム層、バナジウム層の三種類をそれぞれ5×1
0−6T0rrの真空度で電子ビーム蒸着法で層形成し
た。これらの各々について金、銀、銅、アルミニウムの
電気導体層を5000Aの厚さに電子ビーム蒸着法によ
り積層した。上記試料を密着性のテストとしてイソプロ
ピルアルコール中で1紛間超音波洗浄テストを行いその
時の電気良導体のはがれを調べた。
ミニウムの4種類)との密着性を測定する為に、両者の
間に下引層を設けた場合と設けない場合との試料を作成
した。下引層としては100A〜200A厚のクロム層
、ニクロム層、バナジウム層の三種類をそれぞれ5×1
0−6T0rrの真空度で電子ビーム蒸着法で層形成し
た。これらの各々について金、銀、銅、アルミニウムの
電気導体層を5000Aの厚さに電子ビーム蒸着法によ
り積層した。上記試料を密着性のテストとしてイソプロ
ピルアルコール中で1紛間超音波洗浄テストを行いその
時の電気良導体のはがれを調べた。
その結果を表1に示す硼化物に金、銀を直接蒸着した試
料は金、銀が完全にはがれてしまい、銅、アルミニウム
の場合には極部的にはがれがみられた。密着性を向上さ
せるためのクロム、ニクロム、パ゛ナジウムを、蒸着さ
せた試料についてはクロム、ニクロムについては金、銀
の電気良導体が一部はがれたいた。表1の結果から明ら
かなようにクロム、ニクロム、バナジウムを設けること
により密着性は向上するが特にバナジウムについてはそ
の密着性は非常に改善されることが明らかである。
料は金、銀が完全にはがれてしまい、銅、アルミニウム
の場合には極部的にはがれがみられた。密着性を向上さ
せるためのクロム、ニクロム、パ゛ナジウムを、蒸着さ
せた試料についてはクロム、ニクロムについては金、銀
の電気良導体が一部はがれたいた。表1の結果から明ら
かなようにクロム、ニクロム、バナジウムを設けること
により密着性は向上するが特にバナジウムについてはそ
の密着性は非常に改善されることが明らかである。
実施例2
実施例1で作製した試料と同じものを熱的安定性をテス
トするために450゜C×5時間熱処理を行ないその熱
処理前後の電気抵抗値を調べた。
トするために450゜C×5時間熱処理を行ないその熱
処理前後の電気抵抗値を調べた。
表■に熱処理前後の抵抗値の変化量を示す。ノ 表■、
から明らかなようにバナジウムは熱処理による抵抗変化
は、非常に少ない安定した、ものであることは明らかで
ある。
から明らかなようにバナジウムは熱処理による抵抗変化
は、非常に少ない安定した、ものであることは明らかで
ある。
金、銀については下引層がないと硼化物との密着性が悪
くなり、膜のはがれにより、接触不良となる。
くなり、膜のはがれにより、接触不良となる。
クロム、ニクロムは熱処理前後の観察結果、硼化物との
反応が激しくあり、硼化物薄膜と電気良導体との接触を
悪くするようである。実施例3実施例1、2のバナジウ
ム層に代えてバナジウ”ム合金層として(1)バナジウ
ムとアルミニウムの重量比で9:1の合金(2)バナジ
ウムと金の重量比で9:1の合金(3)バナジウムと銅
の重量比で9:1の合金(4)バナジウムと銀の重量比
で9:1の合金(5)バナジウムとジルコニウムの重量
比で8:2の合金(6)バナジウムとハフニウムの重量
比で8:2の合金(7)バナジウムとニオブの重量比で
8:2の合金(8)バナジウムとチタンの重量比で8:
2の合金(9)バナジウムとタンタルの重量比で8:2
の合金(10)バナジウムとクロムの重量比で8:2の
合金(11)バナジウムとモリブデンの重量比で8:2
の合金(12)バナジウムとタングステンの重量比で8
:2の合金(13)バナジウムとランタンの重量比で8
:2の合金をそれぞれ電子ビーム蒸着法で作成して同様
の測定をしたところ、ほぼ同様な結果が得られた。
反応が激しくあり、硼化物薄膜と電気良導体との接触を
悪くするようである。実施例3実施例1、2のバナジウ
ム層に代えてバナジウ”ム合金層として(1)バナジウ
ムとアルミニウムの重量比で9:1の合金(2)バナジ
ウムと金の重量比で9:1の合金(3)バナジウムと銅
の重量比で9:1の合金(4)バナジウムと銀の重量比
で9:1の合金(5)バナジウムとジルコニウムの重量
比で8:2の合金(6)バナジウムとハフニウムの重量
比で8:2の合金(7)バナジウムとニオブの重量比で
8:2の合金(8)バナジウムとチタンの重量比で8:
2の合金(9)バナジウムとタンタルの重量比で8:2
の合金(10)バナジウムとクロムの重量比で8:2の
合金(11)バナジウムとモリブデンの重量比で8:2
の合金(12)バナジウムとタングステンの重量比で8
:2の合金(13)バナジウムとランタンの重量比で8
:2の合金をそれぞれ電子ビーム蒸着法で作成して同様
の測定をしたところ、ほぼ同様な結果が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と該発熱
抵抗体に電力を供給する電気導体とを有するサーマルヘ
ッドにおいて、前記発熱抵抗体が金属硼化物を主成分と
し、前記発熱抵抗体と電気導体との間にバナジウム層ま
たはバナジウムを主成分とする合金層を設けたことを特
徴とするサーマルヘッド。 2 バナジウム層またはバナジウムを主成分とする合金
層の厚さが5Å〜1000Åである特許請求の範囲第1
項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53014282A JPS6046028B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53014282A JPS6046028B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54107349A JPS54107349A (en) | 1979-08-23 |
| JPS6046028B2 true JPS6046028B2 (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=11856726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53014282A Expired JPS6046028B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046028B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040261A (ja) * | 1983-06-01 | 1985-03-02 | サンテツク・インコ−ポレイテツド | サ−マルヘツドの電極構造 |
-
1978
- 1978-02-10 JP JP53014282A patent/JPS6046028B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54107349A (en) | 1979-08-23 |
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