JPS61189958A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS61189958A JPS61189958A JP60030967A JP3096785A JPS61189958A JP S61189958 A JPS61189958 A JP S61189958A JP 60030967 A JP60030967 A JP 60030967A JP 3096785 A JP3096785 A JP 3096785A JP S61189958 A JPS61189958 A JP S61189958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- volume resistivity
- film
- carbon
- cvd method
- 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.)
- Pending
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)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
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。
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
感熱記録方式は、騒音を発生せず保守性に優れているこ
とから、ファクシミリをはじめとして多種のプリ/りに
採用されている。近年、感熱転写記録方式の実用化に伴
なってカラー記録も可能となり、感熱記録方式の重要性
はますます高まってきている。
とから、ファクシミリをはじめとして多種のプリ/りに
採用されている。近年、感熱転写記録方式の実用化に伴
なってカラー記録も可能となり、感熱記録方式の重要性
はますます高まってきている。
本発明はそれら感熱記録方式による装置に用いるサーマ
ルヘッドに関するものである。
ルヘッドに関するものである。
従来の技術
従来のサーマルヘッドの構成例を以下に説明する0
第2図は発熱体基板の外観図、第3図は要部断面図であ
る。1はセラミック等の耐熱性材質よりなる絶縁基板で
あシ、その表面はガラス等をグルーズして用いることが
多い。2は発熱体、3は共通電極、4は個別電極である
。電極には駆動用回路が接続され、発熱体を通電するこ
とによって発熱させ、この上に当接される記録紙等を加
熱するものである。
る。1はセラミック等の耐熱性材質よりなる絶縁基板で
あシ、その表面はガラス等をグルーズして用いることが
多い。2は発熱体、3は共通電極、4は個別電極である
。電極には駆動用回路が接続され、発熱体を通電するこ
とによって発熱させ、この上に当接される記録紙等を加
熱するものである。
第2図では示していないが、発熱体2および電極3.4
の上には保!!膜6が形成されている。保護膜6は耐環
境性および耐摩耗性の付与を主たる目的とし、通常Ta
2o6S13N4等の硬質膜がスパッタリング等の方法
で形成され、その厚みは6〜10μm程度が必要である
。
の上には保!!膜6が形成されている。保護膜6は耐環
境性および耐摩耗性の付与を主たる目的とし、通常Ta
2o6S13N4等の硬質膜がスパッタリング等の方法
で形成され、その厚みは6〜10μm程度が必要である
。
発明が解決しようとする問題点
Ta206Si3N4等の硬質膜は、耐摩耗性において
は実用上はぼ満足出来るものであるが、スパッタリング
等の方法で形成する場合には、ピンボール等の欠陥によ
る耐環境性の劣化を防止するために5〜10μmの厚み
が必要であり、これを形成するのに数時間を要しておジ
製造原価の低減に対して大きな障害となっていた。
は実用上はぼ満足出来るものであるが、スパッタリング
等の方法で形成する場合には、ピンボール等の欠陥によ
る耐環境性の劣化を防止するために5〜10μmの厚み
が必要であり、これを形成するのに数時間を要しておジ
製造原価の低減に対して大きな障害となっていた。
また、Si3N4の熱電導率は0.03 ca 17c
m * Sec・°C程度であり金属に比べて1桁小さ
い値である。
m * Sec・°C程度であり金属に比べて1桁小さ
い値である。
すなわち感熱記録のために必要な熱エネルギーを発熱体
2から記録紙等へ伝えるのに対して大きな抵抗となり、
発熱体2の発熱量を大きくせざるを得す、装置の消費電
力も大きくなり、電源部品等のコストを高くする原因と
なっていた。
2から記録紙等へ伝えるのに対して大きな抵抗となり、
発熱体2の発熱量を大きくせざるを得す、装置の消費電
力も大きくなり、電源部品等のコストを高くする原因と
なっていた。
問題点を解決するための手段
以上に述べたような、Si3N4等の従来の保護膜材料
の問題点を解決する手段として、ダイヤモンドを保護膜
とすることが考えられる。ダイヤモンドは物質中で最高
の硬度を示す物質でアシ、また化学的にも極めて安定で
あり、耐摩耗性、耐環境性のだめの理想材料ともいえる
。さらに、ダイヤモンドの熱伝導率は、■型のダイヤモ
ンドが1.3〜2.1 cal 10IL @ sea
a ”C、11型のダイヤモンドが4.4 cal
7cm・S圓・°C程度であり、サーマルヘッド用とし
ては申し分のない材料である。
の問題点を解決する手段として、ダイヤモンドを保護膜
とすることが考えられる。ダイヤモンドは物質中で最高
の硬度を示す物質でアシ、また化学的にも極めて安定で
あり、耐摩耗性、耐環境性のだめの理想材料ともいえる
。さらに、ダイヤモンドの熱伝導率は、■型のダイヤモ
ンドが1.3〜2.1 cal 10IL @ sea
a ”C、11型のダイヤモンドが4.4 cal
7cm・S圓・°C程度であり、サーマルヘッド用とし
ては申し分のない材料である。
ダイヤモンドの薄膜を形成する技術に関しては多くの報
告がなされている。
告がなされている。
(参考文献)
(1)難波義捷:ダイヤモンド薄膜の低圧合成の研究、
応用機械工学、1984年 7月号 ≧)松本’ff−4[S:ダイヤモンドの低圧合成、現
代化学、1984年9月号 (3)瀬高信雄:ダイヤモンドの低圧合成9日本産業技
術振興協会、技術賃料 厖1ss、59/6/20 しかしながら、いずれもまだ研究段階であり、末だ実用
には至っていない。
応用機械工学、1984年 7月号 ≧)松本’ff−4[S:ダイヤモンドの低圧合成、現
代化学、1984年9月号 (3)瀬高信雄:ダイヤモンドの低圧合成9日本産業技
術振興協会、技術賃料 厖1ss、59/6/20 しかしながら、いずれもまだ研究段階であり、末だ実用
には至っていない。
我々は、ダイヤモンドに近い特性を示す高硬度の炭素膜
を形成する方法を開発した(黒用他:プラズマ・イ法ジ
ェクタコンCVD法による高硬度炭素膜の形成及び評価
、昭和60年年度様学会春季大会学術講演論文集、44
22)。
を形成する方法を開発した(黒用他:プラズマ・イ法ジ
ェクタコンCVD法による高硬度炭素膜の形成及び評価
、昭和60年年度様学会春季大会学術講演論文集、44
22)。
我々の開発した方法は、メタンガスを材料ガスとして1
0〜20 Pa の低圧力でこれをプラズマ化し、プラ
ズマもしくはプラズマ中のイオンを加速電界によって基
板に噴射し、基板を加熱することなく、最高500o入
/分程度の高速で成膜することが可能なものであり、我
々はプラズマ・インジェクタジノCVD法と称している
(以下、PI−CVD法と略す)。
0〜20 Pa の低圧力でこれをプラズマ化し、プラ
ズマもしくはプラズマ中のイオンを加速電界によって基
板に噴射し、基板を加熱することなく、最高500o入
/分程度の高速で成膜することが可能なものであり、我
々はプラズマ・インジェクタジノCVD法と称している
(以下、PI−CVD法と略す)。
P l−CVD法によって形成した膜は、SF5ないし
SF3の電子配置を含む、ダイヤモンドに近い結合状態
のアモルファス状炭素からなっており、ビッカース硬さ
は2ooO〜3oOo卒/−であり、耐摩耗性は513
N4等と同等以上である。また熱伝導率は0.6 ca
l /c!11+ sea 11 ”c程度9休積抵抗
率は成膜条件により107〜1013Ω−cmの範囲と
なる。
SF3の電子配置を含む、ダイヤモンドに近い結合状態
のアモルファス状炭素からなっており、ビッカース硬さ
は2ooO〜3oOo卒/−であり、耐摩耗性は513
N4等と同等以上である。また熱伝導率は0.6 ca
l /c!11+ sea 11 ”c程度9休積抵抗
率は成膜条件により107〜1013Ω−cmの範囲と
なる。
作 用
P l−CVD法で形成したダイヤモンド状炭素をサー
マルヘッドの保護膜とすれば、以上に述べたようなダイ
ヤモンドに準じる緒特性が発揮され、従来のサーマルヘ
ッドに比べて熱効率の向上と製造コストの低減が可能と
なる。
マルヘッドの保護膜とすれば、以上に述べたようなダイ
ヤモンドに準じる緒特性が発揮され、従来のサーマルヘ
ッドに比べて熱効率の向上と製造コストの低減が可能と
なる。
P l−CVD法は、CVD法17)一般的な特iを有
しておシ、膜はち密でピンホールの発生が無いため、膜
厚は2〜6μmでも十分な耐環境性を示す0 一方、CVD法の欠点もまた有しており、任意の基板に
成膜することは出来ない。すなわち、膜の付着力を確保
するためには、炭素との化学的親和力を持つ基板材質で
なければ保護膜として機能させることはできない。サー
マルヘッドの電極には、従来、A u 、 Cu等が主
に用いられているが、これらの材質に対しては、P I
−CVD法では高硬度の炭素膜を形成することができ
ない。
しておシ、膜はち密でピンホールの発生が無いため、膜
厚は2〜6μmでも十分な耐環境性を示す0 一方、CVD法の欠点もまた有しており、任意の基板に
成膜することは出来ない。すなわち、膜の付着力を確保
するためには、炭素との化学的親和力を持つ基板材質で
なければ保護膜として機能させることはできない。サー
マルヘッドの電極には、従来、A u 、 Cu等が主
に用いられているが、これらの材質に対しては、P I
−CVD法では高硬度の炭素膜を形成することができ
ない。
また、PI−CVD法ではプラズマもしくはプラズマ中
のイオンを加速して成膜するため、成膜しようとする基
板の体積抵抗率が高い場合には、基板が正電荷によって
帯電し、成膜のために加速されて飛んできたイオンを反
発してしまい、高硬度の炭素膜を形成することが出来な
い。実験によれば1Q13Ω−口取上の基板に対しては
成膜不可能であった。
のイオンを加速して成膜するため、成膜しようとする基
板の体積抵抗率が高い場合には、基板が正電荷によって
帯電し、成膜のために加速されて飛んできたイオンを反
発してしまい、高硬度の炭素膜を形成することが出来な
い。実験によれば1Q13Ω−口取上の基板に対しては
成膜不可能であった。
実施例
第1図に本発明の一実施例を示す。サーマルヘッドの基
本構成は第2図に示す従来例と同様であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する絶縁基板6の上に発熱体7が列状
に分離して形成され、発熱体7に通電するための電極8
.9が形成されている。電極8は例えば共通電極となシ
、電極9は個別電極となって駆動用回路と接続されてい
る。電極8,9の材質は通常Cu、Au等の導電性の良
好な金属が用いられる。発熱体7の材質は例えばTic
と8102の混合物であり、体積抵抗率は300〜SO
OμΩ−α程度である。
本構成は第2図に示す従来例と同様であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する絶縁基板6の上に発熱体7が列状
に分離して形成され、発熱体7に通電するための電極8
.9が形成されている。電極8は例えば共通電極となシ
、電極9は個別電極となって駆動用回路と接続されてい
る。電極8,9の材質は通常Cu、Au等の導電性の良
好な金属が用いられる。発熱体7の材質は例えばTic
と8102の混合物であり、体積抵抗率は300〜SO
OμΩ−α程度である。
発熱体7および電極8.9の間には絶縁基板6の表面が
露出しているが、絶縁基板6は通常セラミック基板の表
面をガラスでグレーズ・しているため、その体積抵抗率
は1015Q−3以上である。
露出しているが、絶縁基板6は通常セラミック基板の表
面をガラスでグレーズ・しているため、その体積抵抗率
は1015Q−3以上である。
成されるためには、基板材質およびその体積抵抗率が限
定されるため、発熱体7.電極8,9、および絶縁基板
6の三種の材質があられれている表面に直接成膜するこ
とは不適当である。すなわち本実施例の場合には、発熱
体7以外の表面に形成される炭素膜は、付着力が弱いか
、もしくは成膜されない。
定されるため、発熱体7.電極8,9、および絶縁基板
6の三種の材質があられれている表面に直接成膜するこ
とは不適当である。すなわち本実施例の場合には、発熱
体7以外の表面に形成される炭素膜は、付着力が弱いか
、もしくは成膜されない。
このために、保N膜となる第2層1cmの下に、第1層
10を形成して、第2層11を強く形成することを可能
としている。第1層1oに求められる特性は、電極8,
9間の絶縁分離をするに十分な電気抵抗と、第2層たる
炭素との強い化合結合性および、PI−CVD法を行う
ために必要な1015Ω−個以下の体積抵抗率である。
10を形成して、第2層11を強く形成することを可能
としている。第1層1oに求められる特性は、電極8,
9間の絶縁分離をするに十分な電気抵抗と、第2層たる
炭素との強い化合結合性および、PI−CVD法を行う
ために必要な1015Ω−個以下の体積抵抗率である。
この3つの要求特性を満足するために、第1層10をざ
らに2層に分離することも考えられる。例えば、SiO
□等の絶縁膜をスパッタリング等の物理的成膜手段によ
って形成し、この上に、炭素と強い結合が可能な金属(
例えば、AI 、Be、Co 、Cr 、Fe、Mn。
らに2層に分離することも考えられる。例えば、SiO
□等の絶縁膜をスパッタリング等の物理的成膜手段によ
って形成し、この上に、炭素と強い結合が可能な金属(
例えば、AI 、Be、Co 、Cr 、Fe、Mn。
Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W等
の金属もしくはそれらを主成分とする合金)をスパッタ
リング等で形成すればよい。しかし、そのような構成に
すると、製造工程が複雑になりコスト、信頼性の点にお
いて問題を生じる。
の金属もしくはそれらを主成分とする合金)をスパッタ
リング等で形成すればよい。しかし、そのような構成に
すると、製造工程が複雑になりコスト、信頼性の点にお
いて問題を生じる。
本発明においては前述の3の要求特性を単層の膜によっ
て実現することによって実用化をはかろうとするもので
ある。
て実現することによって実用化をはかろうとするもので
ある。
要求特性のうち、電極8.9間の絶縁分離に関しては、
完全な絶縁体である必要はなく、103Ω−1程度以上
の体積抵抗率があればよい。すなわち、PI−CVD法
を行うに必要な条件とあわせて103〜1o13Ω−α
の体積抵抗率を有する耐熱性の材料であり、かつ、炭素
と強い結合をつくる物質であればよい。
完全な絶縁体である必要はなく、103Ω−1程度以上
の体積抵抗率があればよい。すなわち、PI−CVD法
を行うに必要な条件とあわせて103〜1o13Ω−α
の体積抵抗率を有する耐熱性の材料であり、かつ、炭素
と強い結合をつくる物質であればよい。
そのような条件を満足する材料として、例えば、stc
が選ばれる。SiCは105〜105Ω−口の体積抵抗
率を示す耐熱材であり、St は炭素と共有結合で結び
つくため、P I −CVD法による成膜の下地として
も十分である。また各種のSt (単結晶、多結晶、
アモルファス等)も105〜1o10Ω−α程度の体積
抵抗率を持ち、第1層の材質として適当である。ただし
アモルファスシリコンに関しては熱的な制約を伴うが、
アモルファスである必要はないため、熱処理によって部
分的に結晶化させておくことが有効である。さらに他の
材料としてBが選択される、Bの体積抵抗率は1.8−
X106Ω−α程度であシ、やはり炭素と共有結合によ
る強い結合をする。
が選ばれる。SiCは105〜105Ω−口の体積抵抗
率を示す耐熱材であり、St は炭素と共有結合で結び
つくため、P I −CVD法による成膜の下地として
も十分である。また各種のSt (単結晶、多結晶、
アモルファス等)も105〜1o10Ω−α程度の体積
抵抗率を持ち、第1層の材質として適当である。ただし
アモルファスシリコンに関しては熱的な制約を伴うが、
アモルファスである必要はないため、熱処理によって部
分的に結晶化させておくことが有効である。さらに他の
材料としてBが選択される、Bの体積抵抗率は1.8−
X106Ω−α程度であシ、やはり炭素と共有結合によ
る強い結合をする。
さらに他の材料としてGoが選択される。Geの体積抵
抗率は4.6X105Ω−α程度であり、炭素との結合
力はSt、Bに準じるが、実用上は十分である。
抗率は4.6X105Ω−α程度であり、炭素との結合
力はSt、Bに準じるが、実用上は十分である。
それらの材質を、スパッタリング等の物理的手段で成膜
するが、第2層の特性を発揮させるためにはその厚みは
あまり大きくするべきではない。
するが、第2層の特性を発揮させるためにはその厚みは
あまり大きくするべきではない。
たとえば1000λ程度の膜厚で十分である。
第1層1oがほぼ均一に成膜された後に、PI−CVD
法によって、第2層が形成される。その成膜速度は最高
50oO人/分も可能であり、6μmの膜厚であっても
10分間で成膜される。
法によって、第2層が形成される。その成膜速度は最高
50oO人/分も可能であり、6μmの膜厚であっても
10分間で成膜される。
発明の効果
本発明によれば第1層を体積抵抗率105〜1013Ω
・cmの耐熱材質とすることによって、これを下地層と
してPI−CVD法による高硬度炭素膜の形成が可能と
なり、サーマルヘッドの保護膜としての耐摩耗性、耐環
境性が確保されるのみならず、熱伝導性の向上によって
、サーマルヘッドの熱効率が向上し、高速応答性の向上
と、駆動用電源のコストダウンが実現される等、本発明
は工業的に極めて有用である。
・cmの耐熱材質とすることによって、これを下地層と
してPI−CVD法による高硬度炭素膜の形成が可能と
なり、サーマルヘッドの保護膜としての耐摩耗性、耐環
境性が確保されるのみならず、熱伝導性の向上によって
、サーマルヘッドの熱効率が向上し、高速応答性の向上
と、駆動用電源のコストダウンが実現される等、本発明
は工業的に極めて有用である。
第1図は本発明の一実施例におけるサーマルヘッドの要
部拡大断面図、第2図は一般的なサーマルヘッドの外観
図、第3図は従来例のサーマルヘッドの要部拡大断面図
である。 1.6・・・・・・絶縁基板、2.7・・・・・・発熱
体、3゜4.8.9・・・・・・電極、6,11・・・
・・・保護膜。 第 1!!I II第2贋(保護膜) ′8罎電極 /め殻悸
部拡大断面図、第2図は一般的なサーマルヘッドの外観
図、第3図は従来例のサーマルヘッドの要部拡大断面図
である。 1.6・・・・・・絶縁基板、2.7・・・・・・発熱
体、3゜4.8.9・・・・・・電極、6,11・・・
・・・保護膜。 第 1!!I II第2贋(保護膜) ′8罎電極 /め殻悸
Claims (2)
- (1)絶縁基板上に、列状に分離して形成された複数の
発熱体と、各発熱体を個別に通電発熱しうるよう形成さ
れた電極とを有し、この電極および前記発熱体上に体積
抵抗率10^3〜10^1^3Ω・cmの耐熱材よりな
る第1層、および高硬度炭素よりなる第2層が順次形成
されたサーマルヘッド。 - (2)第2層が、プラズマまたはイオンを使用して低温
低圧で形成されたダイヤモンド状炭素である特許請求の
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 |
---|---|---|---|
JP60030967A JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60030967A JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61189958A true JPS61189958A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12318436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60030967A Pending JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61189958A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091437A (en) * | 1996-10-25 | 2000-07-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal recording system including thermal head and thermal recording material |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60030967A patent/JPS61189958A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091437A (en) * | 1996-10-25 | 2000-07-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal recording system including thermal head and thermal recording material |
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