JPH06106751A - サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜 - Google Patents
サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜Info
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- JPH06106751A JPH06106751A JP28107892A JP28107892A JPH06106751A JP H06106751 A JPH06106751 A JP H06106751A JP 28107892 A JP28107892 A JP 28107892A JP 28107892 A JP28107892 A JP 28107892A JP H06106751 A JPH06106751 A JP H06106751A
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Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系のサーマルヘッド用耐
摩耗性保護膜の引っ掻き強度及び硬度を向上させるこ
と。 【構成】 Ｓｉ、Ｌａ、Ｏ及びＮを主たる構成元素とす
るサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜において、Ｚｒ、
Ｙ、Ｔｉ、及びＨｆよりなる群から選択された少なくと
も一種を含有させたことを特徴とする。
摩耗性保護膜の引っ掻き強度及び硬度を向上させるこ
と。 【構成】 Ｓｉ、Ｌａ、Ｏ及びＮを主たる構成元素とす
るサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜において、Ｚｒ、
Ｙ、Ｔｉ、及びＨｆよりなる群から選択された少なくと
も一種を含有させたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明はサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルヘッドはコンピュータ、ワード
プロセッサ、ファクシミリ等の印字ヘッドとして広く用
いられている。サーマルヘッドはポリシリコン等の抵抗
発熱体のドットを多数配列し、それらを選択的に通電す
ることにより印字リボンを用紙に熱転写して印字するよ
うに構成したものである。用紙はサーマルヘッドの面に
摺接しながら移送されるから、耐摩耗性が高い保護膜に
より抵抗発熱体の表面を保護する必要がある。
プロセッサ、ファクシミリ等の印字ヘッドとして広く用
いられている。サーマルヘッドはポリシリコン等の抵抗
発熱体のドットを多数配列し、それらを選択的に通電す
ることにより印字リボンを用紙に熱転写して印字するよ
うに構成したものである。用紙はサーマルヘッドの面に
摺接しながら移送されるから、耐摩耗性が高い保護膜に
より抵抗発熱体の表面を保護する必要がある。
【０００３】サーマルヘッドにおけるスポット状印字要
素は図１に示されているように、下から順にアルミナ等
の基板１、蓄熱用のグレーズガラス２、ポリシリコン等
の発熱体層３、電極４、５及び耐摩耗性保護膜６より成
る。図の７は発熱部となる。保護膜６には一般に硬度が
高く、熱及び組成と構造に起因する内部応力が小さく、
摩耗し難く、しかも湿気やアルカリ等に対して安定なこ
とが要求され、従来種々の材料が研究されている。
素は図１に示されているように、下から順にアルミナ等
の基板１、蓄熱用のグレーズガラス２、ポリシリコン等
の発熱体層３、電極４、５及び耐摩耗性保護膜６より成
る。図の７は発熱部となる。保護膜６には一般に硬度が
高く、熱及び組成と構造に起因する内部応力が小さく、
摩耗し難く、しかも湿気やアルカリ等に対して安定なこ
とが要求され、従来種々の材料が研究されている。
【０００４】従来の耐摩耗性保護膜のうち、特開昭５７
−７４１７７号及び特開昭５８−１１８２７３号で発表
されたＳｉ−Ｏ−Ｎで表される組成の耐摩耗性保護膜
は、硬度が大きく耐摩耗性や耐環境性等のサーマルヘッ
ドに必要な特性に優れているが、内部応力が大きくクラ
ックが入りやすく、下層から剥離しやすい欠点がある。
特開平２−１２００５７号によると、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組
成にＺｒおよび／またはＹを添加することが提案されて
いる。しかし、この耐摩耗性保護膜のビッカース硬度は
１６００ｋｇ／ｍｍ2 以下に過ぎないので耐摩耗性が不
十分である。さらに、特開平２−１２００５７号による
と、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成にＴｉを添加したＳｉ−Ｔｉ−
Ｏ−Ｎが提案されている。この技術によると耐摩耗性保
護膜のビッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 程度とな
り耐摩耗性は十分であるが、プラズマＣＶＤ法により他
の成分と共にＴｉ源となるＴｉＣｌ4 を分解して使用す
るので、サーマルヘッドの電極の腐蝕の生じるので耐用
性を損じる。また、特開昭６２−９０２５９号にはＳｉ
−Ｏ−Ｎの組成にＬａを添加したＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎが
提案されている。この技術によると耐摩耗性保護膜のビ
ッカース硬度は１２００〜１６００ｋｇ／ｍｍ2 とされ
ているが、実用品は耐クラック強度を考慮して１２５０
ｋｇ／ｍｍ2 が使用されている。この保護膜は内部応力
が小さく耐熱劣化性、耐クラック性や耐湿性に優れてい
るので実用化されているが、硬度の点に加えて引っ掻き
強度が十分でない。しかし最近ではフルカラー熱転写用
のサーマルヘッド等では引っ掻き強度がさらに増大する
ことが必要とされているが、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは不十
分である。
−７４１７７号及び特開昭５８−１１８２７３号で発表
されたＳｉ−Ｏ−Ｎで表される組成の耐摩耗性保護膜
は、硬度が大きく耐摩耗性や耐環境性等のサーマルヘッ
ドに必要な特性に優れているが、内部応力が大きくクラ
ックが入りやすく、下層から剥離しやすい欠点がある。
特開平２−１２００５７号によると、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組
成にＺｒおよび／またはＹを添加することが提案されて
いる。しかし、この耐摩耗性保護膜のビッカース硬度は
１６００ｋｇ／ｍｍ2 以下に過ぎないので耐摩耗性が不
十分である。さらに、特開平２−１２００５７号による
と、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成にＴｉを添加したＳｉ−Ｔｉ−
Ｏ−Ｎが提案されている。この技術によると耐摩耗性保
護膜のビッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 程度とな
り耐摩耗性は十分であるが、プラズマＣＶＤ法により他
の成分と共にＴｉ源となるＴｉＣｌ4 を分解して使用す
るので、サーマルヘッドの電極の腐蝕の生じるので耐用
性を損じる。また、特開昭６２−９０２５９号にはＳｉ
−Ｏ−Ｎの組成にＬａを添加したＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎが
提案されている。この技術によると耐摩耗性保護膜のビ
ッカース硬度は１２００〜１６００ｋｇ／ｍｍ2 とされ
ているが、実用品は耐クラック強度を考慮して１２５０
ｋｇ／ｍｍ2 が使用されている。この保護膜は内部応力
が小さく耐熱劣化性、耐クラック性や耐湿性に優れてい
るので実用化されているが、硬度の点に加えて引っ掻き
強度が十分でない。しかし最近ではフルカラー熱転写用
のサーマルヘッド等では引っ掻き強度がさらに増大する
ことが必要とされているが、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは不十
分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ｓｉ−
Ｏ−Ｎの組成或いはそれにＺｒ、Ｙ等の添加物を含有さ
せたサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は硬度が不十分で
あり、内部応力が大きくクラックを生じ易く、下層から
剥離しやすい欠点を有する。一方、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成
にＴｉを含有させたものは硬度が大きいが、電極が腐蝕
しやすい問題を有する。また、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは実
用価値が高いが硬度及び引っ掻き強度がいまだ不十分で
ある。従って、本発明の目的は、硬度が高く、しかも引
っ掻き強度の大きいＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系のサーマルヘ
ッド用耐摩耗性保護膜を提供することにある。
Ｏ−Ｎの組成或いはそれにＺｒ、Ｙ等の添加物を含有さ
せたサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は硬度が不十分で
あり、内部応力が大きくクラックを生じ易く、下層から
剥離しやすい欠点を有する。一方、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成
にＴｉを含有させたものは硬度が大きいが、電極が腐蝕
しやすい問題を有する。また、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは実
用価値が高いが硬度及び引っ掻き強度がいまだ不十分で
ある。従って、本発明の目的は、硬度が高く、しかも引
っ掻き強度の大きいＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系のサーマルヘ
ッド用耐摩耗性保護膜を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は、Ｓｉ、Ｌａ、Ｏ
及びＮを主たる構成元素とするサーマルヘッド用耐摩耗
性保護膜において、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、及びＨｆよりなる
群から選択された少なくとも一種を含有させたことを特
徴とする。好ましくは、本発明の保護膜はＳｉＬａx Ｍ
y Ｏz Ｎw （ただしＭはＺｒ、Ｙ、Ｔｉ、Ｈｆよりなる
群から選択された少なくとも一種、ｘ＝０．１〜１．
５、ｙ＝０．０１〜０．５、ｚ＝０．１〜２．０、及び
ｗ＝０．２〜１．８）で表わされる組成を有する。
及びＮを主たる構成元素とするサーマルヘッド用耐摩耗
性保護膜において、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、及びＨｆよりなる
群から選択された少なくとも一種を含有させたことを特
徴とする。好ましくは、本発明の保護膜はＳｉＬａx Ｍ
y Ｏz Ｎw （ただしＭはＺｒ、Ｙ、Ｔｉ、Ｈｆよりなる
群から選択された少なくとも一種、ｘ＝０．１〜１．
５、ｙ＝０．０１〜０．５、ｚ＝０．１〜２．０、及び
ｗ＝０．２〜１．８）で表わされる組成を有する。
【０００７】
【発明の作用】本発明のサーマルヘッド用耐摩耗性保護
膜は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎの優れた特徴である耐クラッ
ク性、耐食性、耐摩耗性を利用しつつ、硬度（耐摩耗
性）及び引っ掻き強度を高めた保護膜である。
膜は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎの優れた特徴である耐クラッ
ク性、耐食性、耐摩耗性を利用しつつ、硬度（耐摩耗
性）及び引っ掻き強度を高めた保護膜である。
【０００８】本発明のサーマルヘッド用耐熱性保護膜
は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系の物質であり、好ましくはＳ
ｉＬａx Ｍy Ｏz Ｎw （Ｍ、ｘ、ｙ、ｚは上に定義した
通りである）で表わされる物質から構成される。ここに
ｘ＝０．１〜１．５は耐クラック性を向上するために必
要な量であり、少な過ぎても多過ぎても耐クラック性は
低下する。ｙ＝０．０１〜０．５は引っ掻き強度と硬度
を向上させるが、多過ぎると内部応力が大きくなり剥離
しやすくなる。ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８とするのは、硬度及び耐摩耗性を考慮して決めら
れ、内部応力の減少も考慮されている。Ｏ、Ｎはいずれ
も硬度及び耐摩耗性を上げ、これらが少な過ぎると膜が
柔かくなり耐摩耗性が減じ、一方多過ぎると脆くなる。
また両者の総量が一定な場合、Ｏが多くＮが少ない方が
クラック強度が大きくなり、Ｎが多くＯが少ない方が耐
摩耗性が高くなるので、両者の総量とバランスを考慮し
て上記のｚ、ｗで示される範囲が決定された。
は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系の物質であり、好ましくはＳ
ｉＬａx Ｍy Ｏz Ｎw （Ｍ、ｘ、ｙ、ｚは上に定義した
通りである）で表わされる物質から構成される。ここに
ｘ＝０．１〜１．５は耐クラック性を向上するために必
要な量であり、少な過ぎても多過ぎても耐クラック性は
低下する。ｙ＝０．０１〜０．５は引っ掻き強度と硬度
を向上させるが、多過ぎると内部応力が大きくなり剥離
しやすくなる。ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８とするのは、硬度及び耐摩耗性を考慮して決めら
れ、内部応力の減少も考慮されている。Ｏ、Ｎはいずれ
も硬度及び耐摩耗性を上げ、これらが少な過ぎると膜が
柔かくなり耐摩耗性が減じ、一方多過ぎると脆くなる。
また両者の総量が一定な場合、Ｏが多くＮが少ない方が
クラック強度が大きくなり、Ｎが多くＯが少ない方が耐
摩耗性が高くなるので、両者の総量とバランスを考慮し
て上記のｚ、ｗで示される範囲が決定された。
【０００９】本発明の保護膜は例えばスパッタ法を用い
て成膜することができる。この場合には、成膜原料とし
てＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＭＯ（Ｍは上に定義）、Ｓｉ
3 Ｎ4 等を用い、これらを所定の混合比で混合し、プレ
スしてターゲットとし、また雰囲気ガスとしてＡｒガ
ス、及び必要ならさらにＯ2 、Ｎ2 ガスを用い、ＲＦ電
力を加えてターゲットをＡｒスパッタし、下地例えばア
ルミナ基板上にガラスグレーズ層を設けたものの上にＳ
ｉ−Ｍ−Ｏ−Ｎ系の保護膜を成膜する。
て成膜することができる。この場合には、成膜原料とし
てＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＭＯ（Ｍは上に定義）、Ｓｉ
3 Ｎ4 等を用い、これらを所定の混合比で混合し、プレ
スしてターゲットとし、また雰囲気ガスとしてＡｒガ
ス、及び必要ならさらにＯ2 、Ｎ2 ガスを用い、ＲＦ電
力を加えてターゲットをＡｒスパッタし、下地例えばア
ルミナ基板上にガラスグレーズ層を設けたものの上にＳ
ｉ−Ｍ−Ｏ−Ｎ系の保護膜を成膜する。
【００１０】
実施例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＨｆＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末を
モル比２：２：１：５の割合で混合し、プレスしてター
ゲットとし、投入電力１．５kw、Ａｒ圧３Pa、基板温度
３５０℃でＲＦスパッタして４．５μm の厚さに成膜し
て耐摩耗性層とした。Ａｒガスに適宜Ｏ2 、Ｎ2 を混入
して反応性スパッタをし、組成の調整をした。得られた
組成はＳｉＬａ0.25Ｈｆ0.06Ｏ0.7 Ｎ1.1 であった。得
られたＳｉ−Ｌａ−Ｈｆ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験
及び測定を行った。なお、引っ掻き強度はダイヤモンド
針を用いた引っ掻き試験機（新東科学（株）製ＨＥＩＤ
ＯＮ−１４型）によって測定した。
モル比２：２：１：５の割合で混合し、プレスしてター
ゲットとし、投入電力１．５kw、Ａｒ圧３Pa、基板温度
３５０℃でＲＦスパッタして４．５μm の厚さに成膜し
て耐摩耗性層とした。Ａｒガスに適宜Ｏ2 、Ｎ2 を混入
して反応性スパッタをし、組成の調整をした。得られた
組成はＳｉＬａ0.25Ｈｆ0.06Ｏ0.7 Ｎ1.1 であった。得
られたＳｉ−Ｌａ−Ｈｆ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験
及び測定を行った。なお、引っ掻き強度はダイヤモンド
針を用いた引っ掻き試験機（新東科学（株）製ＨＥＩＤ
ＯＮ−１４型）によって測定した。
【００１１】実施例２ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末を
モル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ
方法でＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層
とした。得られた組成はＳｉＬａ0.23Ｔｉ0.05Ｏ0.72Ｎ
1.15であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎ膜に
対して種々の試験及び測定を行った。
モル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ
方法でＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層
とした。得られた組成はＳｉＬａ0.23Ｔｉ0.05Ｏ0.72Ｎ
1.15であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎ膜に
対して種々の試験及び測定を行った。
【００１２】実施例３ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末を
モル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ
方法でＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層
とした。得られた組成はＳｉＬａ0.21Ｙ0.12Ｏ0.75Ｎ
1.2 であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｙ−Ｏ−Ｎ膜に対
して種々の試験及び測定を行った。 比較例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモル比２：
３：５の割合で混合し、実施例１と同じ方法でＳｉ−Ｌ
ａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層とした。得られたＳｉ
−Ｌａ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験及び測定を行っ
た。
モル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ
方法でＳｉ−Ｌａ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層
とした。得られた組成はＳｉＬａ0.21Ｙ0.12Ｏ0.75Ｎ
1.2 であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｙ−Ｏ−Ｎ膜に対
して種々の試験及び測定を行った。 比較例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモル比２：
３：５の割合で混合し、実施例１と同じ方法でＳｉ−Ｌ
ａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層とした。得られたＳｉ
−Ｌａ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験及び測定を行っ
た。
【００１３】実施例１〜３及び比較例１の耐摩耗性層の
測定結果を表１に示す。
測定結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【作用効果】上の実施例から明らかなように、本発明の
サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は、従来のＳｉ−Ｌａ
−Ｏ−Ｎ型保護膜に比して硬度が高く、引掻き強度も高
い。これは添加物により硬度が向上した他、添加物によ
り密着性が向上したためであると思われる。また、１７
５０ｋｇ／ｍｍ2 のビッカース硬度はＴｉを含有するＳ
ｉ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎに比して低いが、従来の他の耐摩耗保
護膜よりも硬く、電極腐蝕の問題もない。
サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は、従来のＳｉ−Ｌａ
−Ｏ−Ｎ型保護膜に比して硬度が高く、引掻き強度も高
い。これは添加物により硬度が向上した他、添加物によ
り密着性が向上したためであると思われる。また、１７
５０ｋｇ／ｍｍ2 のビッカース硬度はＴｉを含有するＳ
ｉ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎに比して低いが、従来の他の耐摩耗保
護膜よりも硬く、電極腐蝕の問題もない。
【図１】サーマルヘッドの基本構造を示す断面図であ
る。
る。
１：基板 ２：蓄熱用の絶縁層（グレーズガラス） ３：発熱体層（ポリシリコン） ４、５：電極 ６：耐摩耗性保護膜 ７：発熱部
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ及びＨｆよりなる群から
選択された少なくとも一種とＳｉ、Ｌａ、Ｏ及びＮを主
たる構成元素とするサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜。 - 【請求項２】 ＳｉＬａx Ｍy Ｏz Ｎw （ただしＭはＺ
ｒ、Ｙ、Ｔｉ、Ｈｆよりなる群から選択された少なくと
も一種、ｘ＝０．１〜１．５、ｙ＝０．０１〜０．５、
ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜１．８）で表わ
される組成を有する前記第１項記載の耐摩耗性保護膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28107892A JP3221931B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜とそれを有するサーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28107892A JP3221931B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜とそれを有するサーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106751A true JPH06106751A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3221931B2 JP3221931B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17634022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28107892A Expired - Lifetime JP3221931B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜とそれを有するサーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221931B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP28107892A patent/JP3221931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221931B2 (ja) | 2001-10-22 |
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