JPH0419158A - サーマルヘッド - Google Patents

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〕 本発明は耐摩耗層を有するサーマルへラドに係り、特に
使用中に耐摩耗層に発生する静電気を逃げ易くするとと
もに、その機械的硬度も保持する耐摩耗層を有するサー
マルヘッドに関する。

〔従来の技術〕

サーマルへラドは、ワードプロセッサやコンピュータの
出力装置、あるいはファクシミリの出力装置等として多
用されている。

従来のファクシミリ用のサーマルへラドでは、感熱紙が
用いられていたが、ビデオプリンタ用のサーマルヘッド
では、転写フィルムが使用されるようになった。転写フ
ィルムは、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（Ｐ
ＥＴ）のフィルムの上に熱転写される塗料が薄く塗られ
ている。

従来のビデオプリンタ用のサーマルヘラトラ使用した印
刷時の状態を第３図に示す。

第３図において、ＩＯはアルミナ等のセラミッり製の基
板であり、上部に図示省略されたグレーズ層が形成され
、その上部にポリシリコンで構成される発熱体１１が設
けられている。この発熱体１１を選択発熱するため、電
極１２が設けられている。電極１２の上部に、耐摩耗層
１３が約５μｍの厚みで形成されている。

この耐摩耗層１３として、従来、Ｔａｇ’ｓ、５３０ｘ
Ｎｙ、５ｊＯＣ，ＳｉＡＩ！ｘｏｙＮｚ　−ｘ−ｙ（サ
イアロン）、ＬａＳｉＯＮ（ラシオン）等が捉案されて
いる。

このようなサーマルヘッドを使用し、紙１４に対し、転
写フィルム１５を介して印刷するが、転写フィルム１５
は例えばＰＥＴ製なので、絶縁性がよく、サーマルヘッ
ド表面との摺動により、静電気が発生する。

従来の感熱紙は、湿気を帯びているので、この摺動によ
り静電気が耐摩耗層１３に発生しても、この湿気を帯び
た紙を経由して逃げる。

ところが、第３図に示す如く、転写フィルム１５を使用
し、例えば耐摩耗層１３としてラシオン層を使用する時
、このラシオンの比抵抗は１０”〜１０Ｉ４Ω・ｃｍ程
度で、絶縁体であり、この耐摩耗層１３内に発生した静
電気１６は逃げ場がない。このため、耐摩耗層１３の下
側の電極３内に静電放電１７を生じ耐摩耗層１３に静電
破壊を起こすことがある。

そのため、従来、静電放電１７の発生による耐摩耗層１
３の静電破壊を防止するため、第４図に示す如く、耐摩
耗層１３の上に酸化タングステンや酸化バナジウムの如
き無機材料層２０を形成することが捉案されている（例
えば、特願昭６３１３８９６２号明細書参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、耐摩耗層を２層に構成すると、耐摩耗層の比
抵抗を低下させて静電破壊を防止することができるが、
第１層の耐摩耗層１３の上に更に別の工程で無機材料層
２０を形成するため、製造工程が１つ増加するという問
題がある。

更に従来の構造の耐摩耗層では、転写フィルムの摺動の
繰返しに対して、その機械的硬度が十分でなく、耐摩耗
層が摩耗劣化し易いという問題点もある。

従って、本発明の目的は前記問題点を解決するため、サ
ーマルヘッドの耐摩耗層に発生する静電気を逃げ易くす
るとともに、その機械的硬度も保持する耐摩耗層を工程
を増加することなく形成したサーマルヘッドを提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明者等は鋭意研究の結果
、サーマルヘッド用の耐摩耗層として、シリコン（Ｓｉ
）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）から成る組成物に、炭化ホ
ウ素（Ｂ４Ｃ）を添加することによって、前記問題点を
解決することを見出した。

即ち、サーマルヘッド用の耐摩耗層として、その組成比
が、ＳｉｓＮ４：　（２０〜４０）モＪＬ／％、Ｓｉｎ
ｇ　＝　　（１５〜３５）　モル％：Ｓｉ（１５〜３５
）モル％：８４Ｃ：　　（８〜２５）モル％の範囲にあ
る耐摩耗層を用いることによって、その比抵抗がｌＸｌ
０’〜ｌＸｌ０’Ω・ｃｍであって、ビッカース硬度１
２００　Ｋｇ／ｍｍ”以上の特性を有する耐摩耗層を得
ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図によって説明する。

第１図は本発明のサーマルヘッドの一実施例構成図、第
２図は耐摩耗層の特性の組成による特性図である。

第１図において、１は例えばアルミナのセラミックス製
の基板であって、その上部には全面的にまたは部分的に
グレーズ層（図示省略）が形成されている。２は例えば
ポリシリコンから成る発熱体、３は電極、４は本発明の
耐摩耗層である。

本発明の耐摩耗層は、Ｓ　ｉ　３Ｎ４．Ｓｉ０２、Ｓｉ
、ＢａＣから構成される組成物から成り、Ｓｉ３Ｎ４：
（２０〜４０）モル％、Ｓ　ｉｏｇ　：（１５〜３５）
モル％：Ｓｉ：（１５〜３５）モル％、８４Ｃ：　（８
〜２５）モル％の組成から成る。

ところで、耐摩耗層４が転写フィルムの摺動により静電
破壊を起さないためには、ｌＸｌ０’〜ｌＸｌ０”Ω・
ｃｍ程度の比抵抗に押さえる必要がある。

また、転写フィルムの摺動の繰返しに対して耐摩耗層４
が摩耗劣化しないためには、その機械的硬度は、ビッカ
ース硬度で１２００Ｋｇ／ｍｍ”程度以上必要である。

ここで耐摩耗層４のうち、Ｓｉｎｇは材料の焼結性をよ
くし、耐摩耗層４にかかる応力を緩和し、Ｓｉは比抵抗
（抵抗率）を下げ応力を緩和し、Ｓｉ　３Ｎ４は耐摩耗
層４の硬度を増し、すべり性を良くするものである。８
４Ｃは材料の比抵抗を小さくするとともに硬度を増す作
用をする。これらの作用を考慮して、各りの組成物の材
料の組成比を前記の如くに求めた。

第２図にその一例として、Ｓｉ３Ｎｎの組成比を３０モ
ル％で一定に保ち、（８４Ｃ）ｘ　（ＳｉＯ２・Ｓｉ）
ｙの組成で、８４Ｃの組成比を変化させた時の耐摩耗層
４のビッカース硬度（第２図Ａの曲線）と比抵抗（第２
図Ｂの曲線）の変化を示す。

第２図から明らかな如く、８４Ｃが８モル％より少ない
と硬度が下がり、２５モル％を越えると、比抵抗が低く
なりすぎるとともに応力が大きくなり、耐摩耗層の表面
にスクラッチ傷が起こり易（なる。

この耐摩耗層４は次のようにして得ることができる。

（１）第１の手法 ＳｉｓＮｎ、Ｓｉｎｇ及びＳｉの粉末をモル％比で（２
０〜４０）：　　（１５〜３５）：　　（１５〜３５）
の割合で混合する。これらの混合物をプレスして、第１
のターゲットとし、第２のターゲットとして８４Ｃの焼
結体を使用し、例えば８５１−Ｘ２８３”の大きさの基
板をこの第１のターゲットと第２のターゲット上を往復
移動させ、投入電力＝５ＫＶ、Ａｒ圧：　１４．５ｍＴ
ｏ　ｒ　ｒ、基板温度３００℃で、これらの各ターゲッ
トをＲＦスパッタリングして、第１のターゲットにより
得られた層と、第２のターゲットの８４Ｃの積層体を得
て、これらを約４．５μｍの厚さに成膜し、熱処理して
各ターゲット成分を相互拡散して耐摩耗層４を得る。Ａ
ｒガスに適宜０２、Ｎ？を混合して反応性スパッタリン
グさせ、組成を図ることができる。

（２）第２の手法 ＳｉａＮｎ、Ｓｉｎｇ、Ｓｉ、ＢｎＣの粉末をモル％比
で（２０〜４０）：　　（１５〜３５）：（１５〜３５
）：　（８〜２５）の割合で混合し、これらの混合物を
プレスしてターゲットとし、例えば８５″″０ｘ２８３
’″１の大きさの基板上に投入型カニ５ＫＶ、Ａｒ圧と
１４．５ｍＴｏ　ｒ　ｒ、基板温度３００℃の条件でＲ
Ｆスパッタリングを行い、耐摩耗層を得る。

〔発明の効果〕

本発明により、特別な導電層を設けることなく、サーマ
ルヘッドの耐摩耗層の比抵抗をある程度低下させること
によって、静電破壊を防止することができる。

それとともに、転写フィルムの摺動の繰返しに対しても
、その摩耗劣化を十分防止できる硬度を存する耐摩耗層
を得ることができる。

これによりビデオプリンタ用のサーマルヘッドの耐摩耗
層として非常に有用なものが得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの構成図、 第２図は本発明の一実施例の特性図、 第３図は従来例のサーマルへラドにおける問題点の説明
図、 第４図は従来例の構成図である。 １−　　基板、　　　　３−発熱体、 ３−電極、　　　　４−耐摩耗層。 特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社代理人弁理士　
山　谷　晧　榮（外１名）ＩＯ ｆ３４Ｃ／７１６７　％ 第２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成された発
   熱体と、この発熱体上に形成された電極と、少なくとも
   発熱体と電極の一部を覆って形成された耐摩耗層を具備
   するサーマルヘッドにおいて、前記耐摩耗層は、シリコ
   ン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）から成る組成物に
   、炭化ホウ素（Ｂ＿４Ｃ）を添加したものから構成され
   ることを特徴とするサーマルヘッド。
2. （２）前記耐摩耗層は、Ｓｉ＿３Ｎ＿４：（２０〜４０
   ）モル％、ＳｉＯ＿２：（１５〜３５）モル％、Ｓｉ：
   （１５〜３５）モル％、Ｂ＿４Ｃ：（８〜２５）モル％
   であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド
   。