JPH0319853A - 薄膜型サーマルヘッド - Google Patents
薄膜型サーマルヘッドInfo
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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。
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
本発明は薄膜型サーマルヘッドに係り、特に発熱体を保
護する耐摩耗膜に関するものである。
護する耐摩耗膜に関するものである。
従来の技術
従来のＮ膜型サーマルヘッドは金属電極および発熱体上
に酸化タンタル（Ｔａ２ ０ｓ ） ，窒化珪素（Ｓ
ｉ Ｎｙ ） ，炭化珪素（ＳＩＣ，），Ｓ ｉ Ｃｘ
Ｎｙなとの耐摩耗膜をスパッタ法、あるいはプラズマ
ＣＶＤ法により形成していた。
に酸化タンタル（Ｔａ２ ０ｓ ） ，窒化珪素（Ｓ
ｉ Ｎｙ ） ，炭化珪素（ＳＩＣ，），Ｓ ｉ Ｃｘ
Ｎｙなとの耐摩耗膜をスパッタ法、あるいはプラズマ
ＣＶＤ法により形成していた。
発明が解決しようとする課題
薄膜型サーマルヘッドの耐摩耗膜に要求される特性とし
て、次のようなことがある６（ｌ）硬度が高く耐摩耗性
が良好なこと。■耐熱衝撃性にすぐれ、発熱体に印字電
力パルスを加えても耐摩耗膜が破壊しないこと。（３）
電極層，発熱体層との界面で耐摩耗膜の密着性が良好な
こと。（４）発熱体を高温に加熱しても保護膜の構造が
変わらず熱的に良好なこと。（５）化学的に安定で耐摩
耗膜が感熱剤と反応しないこと。
て、次のようなことがある６（ｌ）硬度が高く耐摩耗性
が良好なこと。■耐熱衝撃性にすぐれ、発熱体に印字電
力パルスを加えても耐摩耗膜が破壊しないこと。（３）
電極層，発熱体層との界面で耐摩耗膜の密着性が良好な
こと。（４）発熱体を高温に加熱しても保護膜の構造が
変わらず熱的に良好なこと。（５）化学的に安定で耐摩
耗膜が感熱剤と反応しないこと。
しかしながら、酸化タンタル（Ｔａｘ Ｏｓ ）からな
る膜は硬度が小さく摩耗量が大きい問題があった。窒化
珪素（ＳｉＮｙ）からなる膜では硬度が大きく、化学的
に安定であるが、膜の内部応力が大きく、発熱体との界
面で耐摩耗膜が！ｌＪ離する問題があった。また、スパ
ッタ法で炭化珪素等を形成する場合、ターゲットの入射
電力が大きくなるとターゲットの表面で異常放電が生じ
やすく、堆積した膜に欠陥が生じやすい問題があった。
る膜は硬度が小さく摩耗量が大きい問題があった。窒化
珪素（ＳｉＮｙ）からなる膜では硬度が大きく、化学的
に安定であるが、膜の内部応力が大きく、発熱体との界
面で耐摩耗膜が！ｌＪ離する問題があった。また、スパ
ッタ法で炭化珪素等を形成する場合、ターゲットの入射
電力が大きくなるとターゲットの表面で異常放電が生じ
やすく、堆積した膜に欠陥が生じやすい問題があった。
本発明はこのような問題点を解決することを目的として
いる。
いる。
課題を解決するための手段
本発明では電極層及び発熱体層上に、
Ｓ ｉ ＣＸ Ｎｙ Ｏｚ （ただし、ｘ，ｙ，ｚは
成分比を示し、ｘ＝ｏ．ｙ＝ｏ，ｚ＝ｏである。）を主
成分とする耐摩耗膜を形成することによって上記の問題
点が解決できることを見い出した。
成分比を示し、ｘ＝ｏ．ｙ＝ｏ，ｚ＝ｏである。）を主
成分とする耐摩耗膜を形成することによって上記の問題
点が解決できることを見い出した。
本発明では、ＳｉＣｘＮｙＯ２を主成分とする耐摩耗膜
はＳｉＨ４ （あるいは、ＳｉＦ４ＳｉＣｉ！４）．Ｎ
２ （あるいは、ＮＨ３とＮ２の混合ガス）．ＣＨ４
（あるいは、Ｃ２ Ｈ４Ｃ２ Ｈ２ ）．Ｎ２ ０（あ
るいは、０２ ，ＣＯ２ ）を用いたプラズマＣＶＤ法
、あるいは電子サイクロトロンマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法で形成する。
はＳｉＨ４ （あるいは、ＳｉＦ４ＳｉＣｉ！４）．Ｎ
２ （あるいは、ＮＨ３とＮ２の混合ガス）．ＣＨ４
（あるいは、Ｃ２ Ｈ４Ｃ２ Ｈ２ ）．Ｎ２ ０（あ
るいは、０２ ，ＣＯ２ ）を用いたプラズマＣＶＤ法
、あるいは電子サイクロトロンマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法で形成する。
作用
上記した手段を用いることによって生ずる本発明の作用
は次のようなものである。
は次のようなものである。
本発明は耐摩耗膜ＳｉＣｘＮｙＯｚでは、原料ガスのう
ちＮ２ （あるいは、ＮＨ３）とＣＨ４〈あるいは、
Ｃ２ Ｈ４ ， Ｃ２ Ｈ２ ）の混合比を変えること
により、ＳｉｓＮ４に近い組威がらＳｉＣに近い組成の
間で連続的に制御でき、Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＣの特性を持
つ膜ができる。第１図に示すようにＳｉＣに近い組戒の
膜に比べ、Ｓｉ３Ｎ４に近い組成の膜ほど、ビッカース
硬度が高くなり、耐摩耗性が良好となる。耐摩耗膜の印
字パルスに対する耐熱衝撃性は、内部応力が圧縮応力に
なるほど良好になるが、ＳｉＮｘ膜はＮリッチなるほど
強い引張り応力を示した。
ちＮ２ （あるいは、ＮＨ３）とＣＨ４〈あるいは、
Ｃ２ Ｈ４ ， Ｃ２ Ｈ２ ）の混合比を変えること
により、ＳｉｓＮ４に近い組威がらＳｉＣに近い組成の
間で連続的に制御でき、Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＣの特性を持
つ膜ができる。第１図に示すようにＳｉＣに近い組戒の
膜に比べ、Ｓｉ３Ｎ４に近い組成の膜ほど、ビッカース
硬度が高くなり、耐摩耗性が良好となる。耐摩耗膜の印
字パルスに対する耐熱衝撃性は、内部応力が圧縮応力に
なるほど良好になるが、ＳｉＮｘ膜はＮリッチなるほど
強い引張り応力を示した。
Ｓｉ３Ｎ４は化学的に安定で感熱剤とも反応しに＜＜、
硬度が高く摩耗性が良好で、耐摩耗膜としては良好な特
性を持っているが内部応力が引張り応力で耐熱衝撃性が
良好でなかった。そこで、ＳｉＣ膜がＳｉリッチになる
ほど強い圧縮応力になることに着目し、耐摩耗膜をＳｉ
３Ｎ４に近い組戒からＳｉＣに近い組戒に変えることに
よって第２図に示すように、膜の応力を引張りから圧縮
に変えることができた。それにより、耐摩耗膜の耐熱衝
撃性は向上した。さらに、このＳ ｉ ＣｘＮｙ膜に酸
素原子を加えることによっても、膜をより強い圧縮応力
にする作用が得られ耐摩耗膜の耐熱衝撃性は向上した。
硬度が高く摩耗性が良好で、耐摩耗膜としては良好な特
性を持っているが内部応力が引張り応力で耐熱衝撃性が
良好でなかった。そこで、ＳｉＣ膜がＳｉリッチになる
ほど強い圧縮応力になることに着目し、耐摩耗膜をＳｉ
３Ｎ４に近い組戒からＳｉＣに近い組戒に変えることに
よって第２図に示すように、膜の応力を引張りから圧縮
に変えることができた。それにより、耐摩耗膜の耐熱衝
撃性は向上した。さらに、このＳ ｉ ＣｘＮｙ膜に酸
素原子を加えることによっても、膜をより強い圧縮応力
にする作用が得られ耐摩耗膜の耐熱衝撃性は向上した。
また、原料ガスとして、水素原子を持つＳ ｉＨ４，
ＮＨ３ ， ＣＨ４（Ｃ２ Ｈ４ ． Ｃ２ Ｈ２ ）
を用いて成膜する場合、成膜速度が大きくなる程、形成
された膜中に熱的に不安定な水素結合が含まれやすく、
耐熱性がよくなかった。ところが、原料ガスの一部に酸
素原子を持つ０２ ，Ｎ２ ０を数％加えることによっ
て、威膜速度は向上し、膜中の水素量を低減する効果が
あった。
ＮＨ３ ， ＣＨ４（Ｃ２ Ｈ４ ． Ｃ２ Ｈ２ ）
を用いて成膜する場合、成膜速度が大きくなる程、形成
された膜中に熱的に不安定な水素結合が含まれやすく、
耐熱性がよくなかった。ところが、原料ガスの一部に酸
素原子を持つ０２ ，Ｎ２ ０を数％加えることによっ
て、威膜速度は向上し、膜中の水素量を低減する効果が
あった。
実施例
第３図は本発明で用いられたサーマルヘッドプリンタの
断面図を示す。図面においてセラミック基板１上にグレ
イズドされたガラス層２，発熱体層３，電極４，耐摩耗
層５が積層して形成されている。図に示すように、感熱
紙が接触する部分は発熱体層３上に接して耐摩耗層５が
形成される。
断面図を示す。図面においてセラミック基板１上にグレ
イズドされたガラス層２，発熱体層３，電極４，耐摩耗
層５が積層して形成されている。図に示すように、感熱
紙が接触する部分は発熱体層３上に接して耐摩耗層５が
形成される。
本発明はこの耐摩耗膜層にＳｉＣｘＮｙＯ２を主成分と
した材料をプラズマＣＶＤ法，電子サイクロトロンマイ
クロ波プラズマ法で形成することを特徴とする。
した材料をプラズマＣＶＤ法，電子サイクロトロンマイ
クロ波プラズマ法で形成することを特徴とする。
耐摩耗膜をプラズマＣＶＤ法で形成する場合、次のよう
にして作製した。すなわち、電極，発熱体を形戒後の基
板を０．１ｔｏｒｒ以下まで真空引きし、２００〜５０
０℃に加熱し、反応ガスとして、ＳｉＨ４，ＮＨ３ ，
Ｃ２ Ｈ４ ，Ｎ２ ０を導入して、放電電力１００〜
５００ＷでＳｉＣｘＮｙＯ．を成膜した。エネルギーバ
ンド巾３．０〜４．５ｅＶ，ビッカース硬度１７００ｋ
ｇ／鴫２以上の耐摩耗膜を得た。
にして作製した。すなわち、電極，発熱体を形戒後の基
板を０．１ｔｏｒｒ以下まで真空引きし、２００〜５０
０℃に加熱し、反応ガスとして、ＳｉＨ４，ＮＨ３ ，
Ｃ２ Ｈ４ ，Ｎ２ ０を導入して、放電電力１００〜
５００ＷでＳｉＣｘＮｙＯ．を成膜した。エネルギーバ
ンド巾３．０〜４．５ｅＶ，ビッカース硬度１７００ｋ
ｇ／鴫２以上の耐摩耗膜を得た。
上記の方法で発熱体上に耐摩耗膜を形成し、印字寿命試
験を行ない耐摩耗層の耐摩耗性，耐亀裂性を調べた。印
字条件は、パルス電圧印加時間１．０ｍｓｅｃ，パルス
周期５ｍｓｅｃ．印加電力Ｏ．ＳＷ／抵抗体である。こ
の条件で、１０８回以上印加しても抵抗値の変動も初期
値の１０％以下で耐摩耗膜に亀裂も生じなかった。印字
送行距ｐ１３０ｋｌｌ後でも、耐摩耗膜の摩耗量は０．
５μｍであった。
験を行ない耐摩耗層の耐摩耗性，耐亀裂性を調べた。印
字条件は、パルス電圧印加時間１．０ｍｓｅｃ，パルス
周期５ｍｓｅｃ．印加電力Ｏ．ＳＷ／抵抗体である。こ
の条件で、１０８回以上印加しても抵抗値の変動も初期
値の１０％以下で耐摩耗膜に亀裂も生じなかった。印字
送行距ｐ１３０ｋｌｌ後でも、耐摩耗膜の摩耗量は０．
５μｍであった。
従来のＳｉｃｘ，ＳｔＮｘは印字寿命試験で１０６回以
下で亀裂が生じた。ＳｉＣｘＮｙＯ２に比べてＳ ｉ
ＣｘＮｙは摩耗量はほとんど変らなかったが、印字寿命
が１桁低く、耐摩耗膜に亀裂が生じた。
下で亀裂が生じた。ＳｉＣｘＮｙＯ２に比べてＳ ｉ
ＣｘＮｙは摩耗量はほとんど変らなかったが、印字寿命
が１桁低く、耐摩耗膜に亀裂が生じた。
発明の効果
本発明はＳ ｉＣＸ Ｎｙ Ｏｚを主成分とする材料を
耐摩耗膜として用いたことを特徴し、化学的に安定なＳ
ｉ３Ｎ４と熱伝導度が大きいＳｉＣの特性を有するＳ
ｉ Ｃ− Ｎｙ系の薄膜にＯ原子を加えたことで、膜中
の不安定な水素量を低減し、しかも、内部応力を圧縮応
力にする効果があった。それゆえ、耐摩耗膜の耐熱性，
熱応力に対する強さが向上した。
耐摩耗膜として用いたことを特徴し、化学的に安定なＳ
ｉ３Ｎ４と熱伝導度が大きいＳｉＣの特性を有するＳ
ｉ Ｃ− Ｎｙ系の薄膜にＯ原子を加えたことで、膜中
の不安定な水素量を低減し、しかも、内部応力を圧縮応
力にする効果があった。それゆえ、耐摩耗膜の耐熱性，
熱応力に対する強さが向上した。
第１図はプラズマＣＶＤ法によるＳｉＣｘＮｙのビッカ
ース硬度と流量比（Ｒ＝ ［Ｃ２ Ｈ４ ］／（ ［Ｃ
２ Ｈ２ ］ ＋ ［Ｎ２ ］ ） ）を示す図、第２
図はプラズマＣＶＤ法によるＳｉＣＸＮｙの内部応力と
流量比を示す図、第３図はサーマルヘッドの断面図であ
る。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・ガラス
層、３・・・・・・発熱体層、４・・・・・・電極、５
・・・・・・耐摩耗層。
ース硬度と流量比（Ｒ＝ ［Ｃ２ Ｈ４ ］／（ ［Ｃ
２ Ｈ２ ］ ＋ ［Ｎ２ ］ ） ）を示す図、第２
図はプラズマＣＶＤ法によるＳｉＣＸＮｙの内部応力と
流量比を示す図、第３図はサーマルヘッドの断面図であ
る。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・ガラス
層、３・・・・・・発熱体層、４・・・・・・電極、５
・・・・・・耐摩耗層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）基板と、この前記基板上に形成された発熱体層と
電極層及び、これらの前記発熱体層と前記電極層の上に
形成された耐摩耗膜層よりなる薄膜型サーマルヘッドに
おいて、前記耐摩耗膜が、ＳｉＣ＿ｘＮ＿ｙＯ＿ｚ（た
だし、Ｘ、Ｙ、Ｚは成分比を示し、Ｘ＝０、Ｙ＝０、Ｚ
＝０である。）を主成分とする材料から形成されたこと
を特徴とする薄膜型サーマルヘッド。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗膜の製造法とし
てプラズマＣＶＤ法、ＥＳＲ（電子サイクロトロン）マ
イクロ波プラズマによるＣＶＤ法を用いた薄膜型サーマ
ルヘッド。 （３）特許請求の範囲第２項のプラズマＣＶＤ法、前記
ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ法において同第１項の
ＳｉＣ＿ｘＮ＿ｙＯ＿ｚを形成する原料として、ＳｉＨ
＿４（あるいは、ＳｉＦ＿４、ＳｉＣｌ＿４）、Ｎ＿２
（あるいは、ＮＨ＿３とＮ＿２の混合ガス）、ＣＨ＿４
（あるいは、Ｃ＿２Ｈ＿４、Ｃ＿２Ｈ＿２）、Ｏ＿２（
あるいは、ＣＯ＿２、Ｎ＿２Ｏ）を用いたことを特徴と
する薄膜型サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15533489A JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15533489A JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319853A true JPH0319853A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15603621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15533489A Pending JPH0319853A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 薄膜型サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0319853A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15533489A patent/JPH0319853A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
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