JPS6290260A

JPS6290260A - サ−マルヘツド用耐摩耗性保護膜

Info

Publication number: JPS6290260A
Application number: JP60228821A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Nagao; 長尾　邦廣
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1987-04-24

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】〔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。

〔従来技術とその問題点〕

サーマルヘッドはコンピュータ、ワードプロセッサ、フ
ァクシミル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ツト
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
の表面を保設する必要がある。

サーマルヘッドにおけるスポット状印字要素は第１図に
示されているように、下から順にアルミナ等の基板１、
蓄Ａ８ＪＴＩのブレースガラス２、ポリシリコン等の発
熱体層３、ｉ４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、熱によるクラックが発
生せず、摩耗し難く、シ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。

従来使用されている耐摩耗性保護膜にはＴ　ａ、　０．
、Ｓ　Ｉ　０％　Ａ　Ｉ、０ｍ　、Ｂ、０％　Ｓ　ｉ　
０ＸＮｙ　　等が知られている。しかし、これらの保９
膜には一長一短があって未だ充分に満足でない＊　ＴＩ
Ｌ、Ｏ，はビッカース硬度がやや低く　（６００〜８０
０ｋｆ／ｍｍ”　）　、耐摩耗性に問題があり、また抵
抗発熱体を酸化する傾向があるのでｓ＋ｏ、７Δを耐摩
耗性保護膜の下に介在する必要があり、低温で再結晶化
し易く応力変化によるクランクが発生し易い欠点があり
、さらに抵抗発熱体の下地であるアルミナ基板及びグレ
ーズ層より熱膨張係数がかなり小さく熱パルスの印加で
クラックを生じ易い。一方、ＳｉＣは電気抵抗が低く、
電気化学的な反応により耐摩耗性が低下するので、ｓｉ
ｏ、等の膜を下層として形成する必要があり、またクラ
ックが発生し易い。またＡ　１１０ｇ　、Ｂ４Ｃ等は内
部応力が大きくクラックが発生し易い。さらに、Ｓ　’
　Ｏｘ　Ｎ　ｙは熱膨張係数が下地よりもかなり小さく
、熱パルスの印加によりクラックを生じる問題がある。

従って、耐摩耗性が高いだけでなく耐クラツク性、耐熱
疲労性にすぐれた保護膜が要請されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、耐クラツク性が高く、耐熱疲労性にす
ぐれたサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜を提供すること
である。

〔発明の概要〕

本発明のサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は８１、ＡＩ
、０、Ｎ及びＭ（ここにＭは希土類元素、特にＹＳＬａ
ｑＣｅｓＧＣＮｄ、Ｓｍ５Ｅｒ　　の少なくとも一種）
を主成分とすることを特徴とする。より具体的には本発
明の保護膜は５ｉＡｌｌＬＯ，ＮｃＭｄ（ただしＭは上記を同じ意味を有し、ａ＝＝０．０５〜
α５、ｂ＝Ｑ、０５〜α５、ｃ＝ｔＯ〜２．０及びｄ＝
・Ｑ、０１〜Ｑ、２）で表わされる組成を有する物質よ
り成ることを特徴とする。

本発明の耐摩耗性保護膜はＴａ、０１　　よりも高い硬
度及び低い摩耗性を有し、熱膨張係数がアルミナ基板と
ほぼ同等であるため、耐クラツク性が高い。

〔発明の構成の詳細な説明〕

本発明のサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は、Ｓ５１−
Ａｌ−０−Ｎ−系の物！（ただしＭは希土類元素の少な
くとも１種、好ましくはＹＮ　Ｌ　ａ　％　Ｃｅ　％Ｇ
ｄ１Ｄ７％ＹｂｓＮｄＳＳｍＳＥｒより選ばれた少なく
とも１橿）より成り、より好ましくはＳＩＡｌａＯｂＮ
ｃＭｄで表わされ、ａ＝α０５〜０．５、ｂ＝ｌ］、０
５〜α５、ｃ＝ｔＯ〜２．０及びｄ＝０．０１〜α２な
る含有割合を有する物質より構成される。ＡＩは少な過
ぎると膜の脆さが増し、多過ぎると熱伝導率が増して印
字の鋭さが減じる。０、Ｎは膜の硬度を上げるが、少な
過ぎると暎が柔かくなり、多過ぎると多孔となり脆くな
る。Ｍは引掻きに対する抵抗性を向上し、耐クラツク性
を増す。しかし少な過ぎても多過ぎても引掻き強度は低
くなる。上記を総合すると、上記ａＸｂｚ　　Ｑｚ　ｄ
に対して与えた範囲で種々の特性が満足される。

本発明の保護膜は例えばスパッタ法を用いて成（漢する
ことができる。この方法によるときは、成膜原料として
Ｓ　Ｉ　Ｏ！　％　Ａ　Ｉ２Ｏ３・３１３〜４１Ｙｔ　
Ｏ３％Ｌ　ａ！ｏｌｌ　、Ｃｅ２Ｑ３　、Ｇ　ｄ　０３
等の粉末を用い、これらち１１．’ｉ幻虚り一代ドナー
蓄申のソ１シヘ＋で配へ１．−　プ１）７してターゲッ
トとし、またＡｒガス及び必要ならばざらにＯ，、Ｎ、
ガスを用い、ＲＦ？ｌ！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Ｓ５１−Ａｌ−０−Ｎ−系の保
護膜を成膜する。

〔実施例〕

Ｓ　Ｉ　Ｏ＠　、Ａ　１１０１　、Ｓ　１１Ｎ４　、Ｙ
２Ｏ２を％／ｌ／比９ニア：８：２の割合で混合し、タ
ーゲットとしたものを、投入電力ｔ　５　ＫＷ　ＳＡ　
ｒ圧２Ｐ１％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膜とした。Ａｒガスに
適宜０１、Ｎ、を混入して反応性スパッタとし、組成の
調整をした。

得られた５ｉＡ１　ａＯｂＮｃＹ、　　膜に対して種々
の試験を行った６ａ＝＝α０５〜α５、ｂ＝０．ｏ５〜
α５、ｃ＝１０〜２．０及びｄ＝Ｑ、０１〜ａ、２のも
のは次の特性を示した。

ｔ　ビッカース硬度は１６００〜１８００１ｇ／ｙｙｍ
！であり、Ｔ　ａ　１０　Ｂ　　よりも硬い。

２　表面の引掻き強度は４６０ｇであり、Ｔ１２０６の
２７０ｙよりも大きい。なお、この引掻き強度はダイヤ
モンド針を用いた引掻き試験機（新来科学（株）製ＨＥ
ＩＤＯＮ−１４型）によって測定した。

ｈ　　球径１２ｍｍの白球にダイヤモンドペーストを付
着させた耐摩耗試験では３０秒であり、’ｒａ！ｏ、　
　の７秒より長い。

４、熱パルスを加えても電子線回折でハローが見られず
、再結晶が生じていない。

５、　　Ｈ，Ｓｏ、（９０°Ｃ）、ＨＮＯ３（５０℃）
、Ｎａ０Ｈ（８０°Ｃ）に１時間浸しても膜べりは起ら
ず化学的に安定であった。

６　比抵抗は１０１１Ω創以上であり、電気的に安定で
ある。

Ｚ　線熱膨眼係数が７．２　Ｘ　ｆ　Ｏ−”であり、ア
ルミ基板の７．５　Ｘ　１０−”及びグレーズの６．８
×１０−６と近いため、熱疲労によるクラックが生じな
い。また、Ｙの代りにＬａ５Ｃｅｓ　Ｇｄ５Ｄ　ｙ　％
　Ｙ　ｂ　−、Ｎ　ｄ　％　Ｓ　ｍ　ＳＥ　ｒを用いて
も同様な効果が得られた。

〔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
ド用耐保倣膜は、硬度が高く、引掻き強度も高く、再結
晶化によるクラックが発生し難く、耐酸・耐アルカリ性
にすぐれ、絶縁性も良く、また熱疲労によるクラックの
発生も少ないというすぐれた作用効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーマルヘッドの基本構造を示す断面図である
。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ及びＭ（ここにＭは希土類元素
の少なくとも１種）を主たる構成元素としたサーマルヘ
ッド用耐摩耗性保護膜。２、ＳｉＡｌ＿ａＯ＿ｂＮ＿ｃＭ＿ｄ（ただしａ＝０．
０５〜０．５、ｂ＝０．０５〜０．５、ｃ＝１．０〜２
．０及びｄ＝０．０１〜０．２、ＭはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｒ及びＹｂの少なくとも１
種）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。