JPS6046029B2 - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS6046029B2 JPS6046029B2 JP53014283A JP1428378A JPS6046029B2 JP S6046029 B2 JPS6046029 B2 JP S6046029B2 JP 53014283 A JP53014283 A JP 53014283A JP 1428378 A JP1428378 A JP 1428378A JP S6046029 B2 JPS6046029 B2 JP S6046029B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- 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
- Electronic Switches (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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なうものである。
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なうものである。
そこに用いられる発熱抵抗体としては、従来窒化タンタ
ル、ニクロム等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウム等を
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と比較的高い値て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（ＳｉＯ２）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れ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。
ル、ニクロム等の薄膜発熱抵抗体、銀−パラジウム等を
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と比較的高い値て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（ＳｉＯ２）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れ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℃
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るものである。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
等がさらに種々検討した結果、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。
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るものである。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
等がさらに種々検討した結果、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
は二，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
との間にチタン層またはチタンニ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
は二，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
との間にチタン層またはチタンニ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、硼化バナジ弓ウム等がある。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．．Ｇ
ｅｌＴｉ．．Ｚｒ．．Ｈｆ．．Ｖ．．Ｎｂ．．Ｔａ，．
Ｃｒ．．ＭＯ，．Ｗ．．ＣｕｌＡｇ．．Ａｕ．．Ｌａ．
．Ｇａ，．Ｓｍ，．Ｍｎ，．Ｆｅ．．ＣＯ．．ＮｉｌＰ
ｔ．．Ｒｈ．．Ｐｄ，，Ｏｓ，．Ｉｒ．．Ｒｕなどの金
属を０．５ｍ０１％〜５０ｒ１１０１％加えてもよい。
また、金属硼化物にＭＯＳｌ２、ＷＳｌ２、ＶＳｉ２、
ＮｂＳｊ２、ＴａＳｊ２、Ｃｒｓｉ２、ＮｒＳｉ２、Ｔ
ｉＳｉ２、Ｃｒ３Ｓｊ，．Ｆｅ３Ｓｊなどの導電性硅化
物を１ｍ０１％〜４０ｎ１０１％加えてもよい。チタン
層またはチタンを主成分とする合金層の厚さは余り薄い
と密着性に効果が不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い、好ましくは５Ａ〜１０００
Ａがよく、より好ましくは１０Ａ〜５００Ａさらに好ま
しくは２０Ａ〜３００Ａがよい、ここでチタンとの合金
を作る金属としては７Ａ１、Ａｕ．．ＣｕＮＡｇ．．Ｚ
ｒ．．Ｈｆ．．Ｎｂ，．Ｖ．．Ｔａ．．ＣｒｌＭＯ、Ｗ
等が適用される。これらのチタン層またはチタンを主成
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、作製することができる。
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にも耐えられる。
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、硼化バナジ弓ウム等がある。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．．Ｇ
ｅｌＴｉ．．Ｚｒ．．Ｈｆ．．Ｖ．．Ｎｂ．．Ｔａ，．
Ｃｒ．．ＭＯ，．Ｗ．．ＣｕｌＡｇ．．Ａｕ．．Ｌａ．
．Ｇａ，．Ｓｍ，．Ｍｎ，．Ｆｅ．．ＣＯ．．ＮｉｌＰ
ｔ．．Ｒｈ．．Ｐｄ，，Ｏｓ，．Ｉｒ．．Ｒｕなどの金
属を０．５ｍ０１％〜５０ｒ１１０１％加えてもよい。
また、金属硼化物にＭＯＳｌ２、ＷＳｌ２、ＶＳｉ２、
ＮｂＳｊ２、ＴａＳｊ２、Ｃｒｓｉ２、ＮｒＳｉ２、Ｔ
ｉＳｉ２、Ｃｒ３Ｓｊ，．Ｆｅ３Ｓｊなどの導電性硅化
物を１ｍ０１％〜４０ｎ１０１％加えてもよい。チタン
層またはチタンを主成分とする合金層の厚さは余り薄い
と密着性に効果が不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い、好ましくは５Ａ〜１０００
Ａがよく、より好ましくは１０Ａ〜５００Ａさらに好ま
しくは２０Ａ〜３００Ａがよい、ここでチタンとの合金
を作る金属としては７Ａ１、Ａｕ．．ＣｕＮＡｇ．．Ｚ
ｒ．．Ｈｆ．．Ｎｂ，．Ｖ．．Ｔａ．．ＣｒｌＭＯ、Ｗ
等が適用される。これらのチタン層またはチタンを主成
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、作製することができる。
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にも耐えられる。
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
てある。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
てある。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（Ｔｉ式）、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ２）、
硼化ハフニウム（ＨｆＢ２）、硼化バナジウム（ＶＢ２
）、硼化ニオブ（ＮｂＢ２）、硼化タンタル（ＴａＢ，
）、硼化クロム（ＣｒＢ２）、硼化モリブデン（ＭＯＢ
）、硼化タングステン（ＷＢＩ：．ＷＢ２の混合物）、
硼化ランタン（ＬｌＢ６）をターゲットとして２ｘ１０
−２Ｔ０ｒｒのアルゴン分圧でスパッターにて、それぞ
れ１０００Ａの膜厚をつけた。
化チタン（Ｔｉ式）、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ２）、
硼化ハフニウム（ＨｆＢ２）、硼化バナジウム（ＶＢ２
）、硼化ニオブ（ＮｂＢ２）、硼化タンタル（ＴａＢ，
）、硼化クロム（ＣｒＢ２）、硼化モリブデン（ＭＯＢ
）、硼化タングステン（ＷＢＩ：．ＷＢ２の混合物）、
硼化ランタン（ＬｌＢ６）をターゲットとして２ｘ１０
−２Ｔ０ｒｒのアルゴン分圧でスパッターにて、それぞ
れ１０００Ａ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、チタン層の３種類をそれぞれ５×１０−
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ないその
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、チタン層の３種類をそれぞれ５×１０−
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ないその
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、チタンを蒸着させた試
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ていた。表１の結果から明らかなよ
うにクロム、ニクロム、チタンを設けることにより、密
着性は非常に向上するが、特にチタンについてはその密
着性は非常に改善されることが明らかである。
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、チタンを蒸着させた試
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ていた。表１の結果から明らかなよ
うにクロム、ニクロム、チタンを設けることにより、密
着性は非常に向上するが、特にチタンについてはその密
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て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′ＣＸ５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′ＣＸ５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。表■、か
ら明らかなようにチタン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。
ら明らかなようにチタン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。
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のチタン層
に代えて、チタン合金層として、（１）チタンとアルミ
ニウムの重量比で９：１の合金（２）チタンと金の重量
比で９：１の合金（３）チタンと銅の重量比で９：１の
合金゛（４）チタンと銀の重量比で９：１の合金（５）
チタンとジルニウムの重量比で８：２の合金（６）チタ
ンとハフニウムの重量比で８：２の合金（７）チタンと
ニオブの重量比で８：２の合金（８）チタンとバナジウ
ムの重量比で８：２の合金Ｊ（９）チタンとタンタルの
重量比で８：２の合金（１０チタンとクロムの重量比で
８：２の合金（１１）チタンとモリブデンの重量比で８
：２の合金（１２）チタンとタングステンの重量比で８
：２のノ 合金（１３）チタン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のチタン層
に代えて、チタン合金層として、（１）チタンとアルミ
ニウムの重量比で９：１の合金（２）チタンと金の重量
比で９：１の合金（３）チタンと銅の重量比で９：１の
合金゛（４）チタンと銀の重量比で９：１の合金（５）
チタンとジルニウムの重量比で８：２の合金（６）チタ
ンとハフニウムの重量比で８：２の合金（７）チタンと
ニオブの重量比で８：２の合金（８）チタンとバナジウ
ムの重量比で８：２の合金Ｊ（９）チタンとタンタルの
重量比で８：２の合金（１０チタンとクロムの重量比で
８：２の合金（１１）チタンとモリブデンの重量比で８
：２の合金（１２）チタンとタングステンの重量比で８
：２のノ 合金（１３）チタン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、チタン層ま
たはチタン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 チタン層またはチタン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 |
|---|---|---|---|
| JP53014283A JPS6046029B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53014283A JPS6046029B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54107350A JPS54107350A (en) | 1979-08-23 |
| JPS6046029B2 true JPS6046029B2 (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=11856754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53014283A Expired JPS6046029B2 (ja) | 1978-02-10 | 1978-02-10 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11953248B2 (en) | 2019-04-19 | 2024-04-09 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant management system and refrigerant management method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4638191B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2011-02-23 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドの検査方法 |
-
1978
- 1978-02-10 JP JP53014283A patent/JPS6046029B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11953248B2 (en) | 2019-04-19 | 2024-04-09 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant management system and refrigerant management method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54107350A (en) | 1979-08-23 |
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