JPS61172754A - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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JPS61172754A
JPS61172754A JP60012853A JP1285385A JPS61172754A JP S61172754 A JPS61172754 A JP S61172754A JP 60012853 A JP60012853 A JP 60012853A JP 1285385 A JP1285385 A JP 1285385A JP S61172754 A JPS61172754 A JP S61172754A
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JP
Japan
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protective film
heat generating
electrode
generating resistor
ion
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JP60012853A
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Genichi Ogawa
元一 小川
Yasuo Nishiguchi
泰夫 西口
Keijiro Minami
南　慶二郎
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01D15/10—Heated recording elements acting on heatsensitive layers

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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なうために使用されるサーマルヘ
ッドに関するものである。
（従来の技術） サーマルヘッドはファクシミリやプリンタ等の装置の記
録デバイスとして、その装置の小型軽量化、無保守化、
高信頼化、低価格化を大きく促進し、その伸長に大きく
寄与している。
従来のサーマルヘッドはアルミナ、ガラス等の電気絶縁
材料から成る基板上に窒化タンタル（ＴａｌｌＮ）から
成る発熱抵抗体及びアルミニウム（ＡＩ）、銅（Ｃｕ）
等から成る電極を順次積層した構造を有しており、電極
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。
この従来のサーマルヘッドは通常、発熱抵抗体及び電極
を感熱記録紙もしくは熱転写リボンによる接触摩耗及び
大気中の酸素の接触による酸化から保護するために発熱
抵抗体及び電極の外表面に酸化シリコン（Ｓｉ、０１ｌ
）と五酸化タンタル（ＴａｇＯａ）の二層構造から成る
保護膜あるいは酸窒化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ　：　ｘ＊
ｏ、　７＝１１０　）（Ｄ一層構造から成る保護膜が被
着形成されている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし乍ら、この従来のサーマルヘッドハ保護膜が酸化
シリコン（Ｓｉ、Ｏｇ）及び五酸化タンタル（ＴａｇＯ
ａ）の二層構造、のらのである場合、五酸化タンタル（
ＴａｓＯａ）は硬度が比較的低く耐摩耗性の点で劣り、
酸化シリコン（ＳｉＯｓ＋）は酸化防止性が不十分であ
り、かつ化学的に不安定で、例えば感熱記録紙上の感熱
物質と度応し、耐摩耗性が著しく劣化してしまい、その
結果、この保護膜では感熱記録紙等との接触摺動による
摩耗が大で長期間の使用には供することができず、また
発熱、抵抗体及び電極が大気中の酸素により酸化腐蝕さ
れ、発熱抵抗体の抵抗値が変化したり、電極が断線した
りして印字濃度にバラツキや印字不良を発生してしまい
、極めて印字性能が悪いという欠点を有していた。
また保護膜が酸窒化ケイ素（５ＩＮｘＯｙ　ｘ　宍ｏ　
。
ｙｑｏ）の一層構造のものである場合、酸窒化ケイ素は
高硬度であり、かつ酸化防止性に優れていることから感
熱記録紙等との接触摺動による摩耗は小に１発熱抵抗体
及び電極の酸化腐蝕は有効に防止されるものの該酸窒化
ケイ素はイオンが拡散し易く、保護膜を感熱記録紙や熱
転写リボンに接触摺動させると感熱記録紙等に含まれる
Ｎａ＋イオンやに＋イオンが保護膜中に拡散し、Ｎａ＋
イオン等が電極、特にアース電極に作用してアース電極
を腐蝕断線させてしまい、その結果、発熱抵抗体への電
力供給が不可となってサーマルヘッドとしての機能が完
全に喪失してしまう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の実験の結果、耐
摩耗性、酸化防止能に優れている酸窒化ケイ素（Ｓｉ、
ＮＯ）にタンタル（Ｔａ）を所定量添加すると酸窒化ケ
イ素が有する特性を劣化させることなくイオンの拡散防
止（耐イオン性）を大きく改善し得ることを知見した。
本発明は上記知見に基づき、発熱抵抗体及び電極の接触
摩耗、酸素及びイオンによる電極の腐蝕断線等をすべて
解消し、長期間にわたり安定した印字が可能なサーマル
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保護膜としてＴａｘＳｉＮｙ
Ｏｚ（ｏ＜ｘ＜１．Ｏ＜７＜Ｌ８３．Ｏ＜Ｚ＜２）を用
いることを特徴とするものである。
（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ｌ上には発熱抵抗体２が取着されてあり、
該発熱抵抗体ｚ上には電Ｗａが取着されている。
前記発熱抵抗体２は窒化タンタル（Ｔａ５Ｎ　）　。
二りＣＩ　Ａ　（Ｎｉ、　−Ｏｒ）　、酸化ルテニウム
（Ｒｕｎｇ）等から成り、従来周知の蒸着、スパッタリ
ングあるいはスクリーン印刷等の薄膜、厚膜手法により
絶縁基板１上に取着形成される。この発熱抵抗体２社所
定の電気抵抗率を有しており、一定の電力が印加された
場合、ジュール発熱を起こし、印字に必要な所望温度、
例えば３００〜４００℃の温度に発熱する。
また前記発熱抵抗体ｚ上には電極３が取着形成されてお
り、該電ｔＭ３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。この電極８はアルミニウム
（ＡＪ）　、銅（Ｃｕ）等の金属から成り、従来周知の
薄膜手法により発熱抵抗体２上に取着形成される。
前記発熱抵抗体２及び電ｆＭ８の外表面にはＴａＸＳｉ
、ＮｙＯｚ　（ｏ＜ｘ＜１　、　Ｏ＜７＜Ｌ３３．　Ｏ
＜Ｚ＜２）から成る保護膜４が取着形成されている。こ
ノ’ｒａｘｓＩＮｙｏｚ　（０＜Ｘ＜１　、　Ｏ＜ｙ＜
１８３．　Ｏ＜ｚ〈２）は耐摩耗性、耐イオン性及び酸
化防止能に優れており、そのため保護膜４に感熱記録紙
や熱転写リボンが接触摺動しても該保護膜４は摩耗する
ことな（、また酸素やイオンの拡散を完全に遮断し、発
熱抵抗体２や電極３が酸素あるいはイオンによって腐蝕
されるのを有効に防止して発熱抵抗体２の電気抵抗を常
に一定となすとともに電極８の断線を皆無となす。
尚、前記’ｒａｘｓ　ＬＮ７０ＺはＸ値がＯ＜Ｘ＜１（
７）範囲でないと耐イオン性が低下し、保護膜４中に感
熱＋ 記録紙もしくは熱転写リボンに含まれるＮａ　　イオン
や？イオンが拡散して電極、特にアース側の電極を腐蝕
断線させてしまうことからＸ値はｏくＸ＜１の範囲に特
定される。
またｙ値はＯ＜　７　＜　１８８の範囲でないと耐摩耗
性及び酸化防止能が低下し、感熱記録紙等との摺接摩耗
が大となるとともに発熱抵抗体及び電極辱が酸化腐蝕を
受け、発熱抵抗体の抵抗値が変化したり、電極が断線し
たりして印字不良を発生することからｙ値はＯ＜ｙ＜１
３８の範囲に特定される。
更に２値はＯ＜Ｚ＜２の範囲でないと酸化防止能が低下
するとともに発熱抵抗体及び電極との密着性が悪くなり
、発熱抵抗体及び電極が酸化腐蝕を受け、印字不良を発
生するとともに印字の際等において外部から応力が印加
されると該応力によって保護膜が発熱抵抗体及び電極表
面から剥離し、保護膜としての機能を完全に喪失してし
まうことから２値はＯ＜Ｚ＜２の範囲に特定される。
次に本発明のサーマルヘッドにおける保護膜４の形成方
法について詳述する。
本発明のサーマルヘッドにおける保護膜４は高周波スパ
ッタリング法により形成され、具体的には第２図に示す
ような高周波スパッタリング装置を使用することにより
形成される。この高周波スパッタリング装置は真空容器
ｌｌ内に２つの陰極１２ａ、　１２１）と陽極１３を配
した構造を有している。
前記ａ周波スパッタリング装置により保護膜４を形成す
るには、まず一方の陰極１２ａに５１３Ｎ４もしくは５
ｉＮ（Ｏβ（０＜　ｆｆ　＜　１．３３　、　Ｏ＜β〈
２）から成るターゲット１４を、　また他方の陰極１２
１）にＴａもしくはＴａｇＯａから成るターゲット１５
を取着するとともに陽極１３に、表面に発熱抵抗体２及
び電極８が形成された絶縁基板１を取着する。次に真空
容器１１内の真空度を約５　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒ　と
するとともに０２を含むアルゴンガスを充填し、陰極１
２ａ、　１２ｔ）と陽極１３間に高周波電力（５ＭＨｚ
、８ｋｗ）を印加して虹　イオン及びＯ＋イオン＋ を放出させる。そしてこのＡｒ＋イオン等をターゲット
１４及び１５に衝突させて該ターゲット１４及び１６の
一部を飛散させ、ＴａｘＳｉＮｙＯｚ　（ｏ　＜　ｘ　
＜　１　。
０＜７＜１．８８、０＜ｚ＜２）を生成して絶縁基板１
表面に被着させる。これによって絶縁基板ｌ上の発熱抵
抗体２及び電極３の外表面に保護膜４が被着形成される
。
尚、前記保護１ｌＩＩ４は感熱記録紙等に含まれるＮａ
＋＋ イオンやＫ　イオンから電極８を保護するために、また
発熱抵抗体２が発生した熱を感熱記録紙に良好に伝える
ためにその膜厚を１μ〜８μとすることが好ましい。
また発熱抵抗体２及び電極３の酸化防止をより完全とす
るためには保護膜４の下地として５ｉＮｙＱｚ（ｏ＜ｙ
＜Ｌ３８．　Ｏ＜Ｚ＜２　）の下地膜を２００λ〜１μ
の厚みに設けておくことが望ましい。この場合、コノ５
ｉＮｙｏｚ　（ｏ＜ｙ＜１．３：ＩＩ、　ｏ＜ｚ＜２　
）の下地膜は保護膜４のＴａｘＳｉＮｙＯｚ　（ｏ　＜
　ｘ　＜　１　。
０＜ｙ＜ＩＪ３．Ｏ＜Ｚ＜２　）　とｍ？ｈ”ｃなＩ：
、ｂｔＪｇよく密着性が大で外部応力等の印加によって
も剥れることは一切なく、また膜形成も保護膜４を形成
する前に陰［１２ａと陽極１３との間にのみ高周波電力
を印加し、陰ａ１２ａに取着されたターゲット１４の一
部を飛散させるだけで形成することができる。
（発明の効果） かくして本発明のサーマルヘッドによれば保護膜に耐摩
耗性、耐イオン性及び酸化防止能に優れたＴａｘＳｉ、
ＮｙＯｚ　（ｏ＜ｘ＜１．　ｏ＜ｙ＜　Ｌ３３．　ｏ＜
ｚ＜２）を用いたことくより感熱記録紙等との接触摺動
における接触摩耗は極めて小となると共に＋ 感熱記録紙等に含まれるＮａ　　イオンやに＋イオンあ
るいは大気中に含まれる酸素によって発熱抵抗体や電極
が腐蝕されることも皆無となり発熱抵抗体の電気抵抗及
び該発熱抵抗体に印加される電力も常に一定で長期間に
わたり極めて安定した印字が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す断面
図、第２図は本発明のサーマルヘッドにおいて保護膜を
形成するための高周波スパッタリング装置の断面図であ
る。 ｌ：絶縁基板　　２：発熱抵抗体　　８：電極４＝保護
膜　１１：真空容器 １２ａ　、　Ｉ２’ｂ　：陰極　　１８：陽極１４．１
５：ターゲット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 保護膜としてＴａｘＳｉＮｙＯｚ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ
    ＜１．３３、０＜ｚ＜２）を用いたことを特徴とするサ
    ーマルヘッド。
JP60012853A 1985-01-26 1985-01-26 サ−マルヘツド Pending JPS61172754A (ja)

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JP60012853A JPS61172754A (ja) 1985-01-26 1985-01-26 サ−マルヘツド
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