JP2000272154A

JP2000272154A - サーマルヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2000272154A
Application number: JP8390999A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Junji Nakada; 純司中田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】使用に伴う、発熱素子の抵抗値変化や保護膜の
摩耗劣化が少なく、長期にわたって、高画質な感熱記録
画像を安定して記録することが可能なサーマルヘッドの
製造方法を提供すること。【解決手段】電気絶縁性基板上に発熱抵抗体層、電極を
構成する導電層およびカーボンを主成分とする保護層を
有するサーマルヘッドの製造方法であって、前記カーボ
ンを主成分とする保護層を形成する前に、該カーボンを
主成分とする保護層の形成面に、外部から局所的な加熱
を行って、前記発熱抵抗体層を加熱することを特徴とす
るサーマルヘッドの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種のプリンタ、
プロッタ等に記録手段として用いられる感熱記録を行う
ためのサーマルヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断画像等の記録に、フィルム等
を支持体として感熱記録層を形成してなる感熱材料を用
いた感熱記録が利用されている。この感熱記録は、湿式
の現像処理が不要であり、取り扱いが簡単である等の利
点を有することから、近年では、超音波診断のような小
型の画像記録のみならず、ＣＴ診断、ＭＲＩ診断、Ｘ線
診断等の大型かつ高画質な画像が要求される用途におけ
る、医療診断のための画像記録にも利用されている。

【０００３】周知のように、感熱記録は、感熱材料の感
熱記録層を加熱して画像を記録する、発熱抵抗体と電極
とを有する発熱素子が一方向（主走査方向）に配列され
てなる発熱体（グレーズ）が形成されたサーマルヘッド
を用い、グレーズを感熱材料（感熱記録層）に若干押圧
した状態で、両者を前記主走査方向と直交する副走査方
向に相対的に移動させつつ、ＭＲＩやＣＴ等の画像デー
タ供給源から供給された記録画像の画像データに応じ
て、グレーズの各画素に対応する発熱素子にエネルギー
を印加して発熱させることにより、感熱材料の感熱記録
層を発色させて画像記録を行うものである。

【０００４】感熱記録画像においては、記録画像の濃度
ムラは、仕上り画像の品質低下を招き、高画質な画像記
録を要求される用途では、大きな問題となる。特に、前
述のような医療用途では、高画質の画像が要求され、し
かも、濃度ムラは画像観察の障害となり、診断のミスに
もつながる重大な問題となる。そのため、このようなサ
ーマルヘッドには、経時的な劣化が少なく、濃度ムラ等
のない高画質な感熱記録画像を長期にわたって記録でき
るものであることが要求される。ここで、サーマルヘッ
ドの経時劣化の大きな原因として、発熱による発熱素子
の特性変化、およびグレーズの摩耗や腐食（腐食摩耗）
が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】サーマルヘッドの発熱
素子は、通常、発熱抵抗体や発熱抵抗体に通電する一対
の電極等を有して構成されるが、発熱素子の抵抗値は、
発熱時間および発熱エネルギーに応じて変化し、例え
ば、抵抗値が低下するに応じて発熱量は大きくなり、抵
抗値が下がった分だけ供給エネルギーに対する発熱素子
の温度が増加して、画像濃度が高くなってしまう。感熱
記録装置に装着されたサーマルヘッドの各発熱素子の加
熱履歴（行った画像記録に対してどの程度の割合で発熱
したか＝総発熱量）は、当然それぞれの発熱素子で異な
るので、抵抗値の変化量も各発熱素子毎に異なる。その
ため、画像記録を行うに従って、各発熱素子の抵抗値変
化量に差が生じ、この差に応じて、記録画像に濃度ムラ
が生じてしまう。

【０００６】一方、前述のように、サーマルヘッドはグ
レーズを感熱材料に押圧して、両者を相対的に移動しつ
つ、記録を行う。そのため、サーマルヘッドには、発熱
素子等を保護するため、グレーズの表面に保護膜が形成
されている。従って、感熱記録時に感熱材料と接触する
のは、この保護膜で、発熱体は、この保護膜を介して感
熱材料を加熱し、感熱記録を行う。保護膜の材料には、
通常、耐摩耗性を有するセラミック等が用いられている
が、保護膜の表面は、感熱記録時には加熱された状態で
感熱材料と摺接するため、記録を重ねるに従って摩耗劣
化する。

【０００７】保護膜の摩耗が進行すると、感熱画像に濃
度ムラが生じると共に、保護膜としての強度が保てなく
なるため、発熱体等を保護する機能が損なわれ、最終的
には、画像記録ができなくなる状態（ヘッド切れ）に陥
る。特に、前述の医療用途のように、高品質で、かつ高
画質な多階調画像が要求される用途においては、ポリエ
ステルフィルム等の高剛性の支持体を使用する感熱フィ
ルムを用い、さらに、記録温度やサーマルヘッドの押圧
力を高く設定する方向にあるため、通常よりもサーマル
ヘッドの保護膜にかかる力や熱が大きく、摩耗や腐食
（腐食による摩耗）が進行し易くなっている。

【０００８】このようなサーマルヘッドの保護膜の摩耗
を防止し、耐久性を向上する方法として、保護膜の性能
を向上する技術が数多く検討されており、中でも特に、
耐摩耗性や耐蝕性に優れた保護膜として、炭素を主成分
とする保護膜（以下、カーボン保護膜という）が知られ
ている。例えば、特公昭６１−５３９５５号公報には、
保護膜として、ビッカーズ硬度が４５００ｋｇ／ｍｍ²
以上のカーボン保護膜を有することにより、優れた耐摩
耗性と共に、保護膜を十分に薄くして優れた応答性も実
現したサーマルヘッドが開示されている。また、特開平
７−１３２６２８号公報には、下層のシリコン系化合物
層と、その上層のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ
＝Ｄiamond Ｌike Ｃarbon ）層との２層構造の保護膜
を有することにより、保護膜の摩耗および破壊を大幅に
低減し、高画質記録が長期にわたって可能なサーマルヘ
ッドが開示されている。

【０００９】このようなカーボン保護膜は、非常に硬度
が高く、また、化学的にも安定である。そのため、感熱
材料との摺接に対する耐摩耗性や耐蝕性という点では優
れた特性を発揮する。しかしながら、これらのカーボン
保護膜を有するだけでは、前述の発熱素子の抵抗値の経
時変化による記録ムラは解決できない。また、経時的な
劣化が少なく、高画質な感熱記録画像を長期にわたって
記録するためには、カーボン保護膜の性状が良好である
ことも重要である。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、使用に伴う、発熱素子の
抵抗値変化や保護膜の摩耗劣化が少なく、長期にわたっ
て、高画質な感熱記録画像を安定して記録することが可
能なサーマルヘッドの製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、電気絶
縁性基板上に発熱抵抗体層、電極を構成する導電層およ
びカーボンを主成分とする保護層を有するサーマルヘッ
ドの製造する際に、前記カーボンを主成分とする保護層
を形成する前に、該カーボンを主成分とする保護層の形
成面に、外部から局所的な加熱を行って、前記発熱抵抗
体層を加熱することを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係るサーマルヘッドの製造
方法においては、前記局所的な加熱を、前記カーボンを
主成分とする保護層の表面にプラズマを照射して行うこ
とが好ましい。

【００１３】また、前記プラズマ照射は、真空成膜装置
内でマイクロ波により行うことが好ましい。なお、前記
局所的な加熱は、前記カーボンを主成分とする保護層の
表面にレーザ光を照射して行うことも有効である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のサーマルヘッド製
造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基
に詳細に説明する。

【００１５】図１に、本発明の一実施例に係る製造方法
により製造したサーマルヘッドの発熱素子の概略構成を
示す。図１に示すサーマルヘッド６６は、例えば最大
半切サイズまでの画像記録が可能な、約３００ｄｐｉの
記録（画素）密度の感熱記録を行うもので、感熱材料Ａ
への感熱記録を行う発熱素子が一方向（主走査方向）に
配列されるグレーズ（発熱体）が形成されてなるもので
ある。なお、本実施例に示すサーマルヘッド６６の幅
（主走査方向）、解像度（記録密度）、記録階調等には
特に限定はないが、幅は５ｃｍ〜５０ｃｍ、解像度は６
ｄｏｔ／ｍｍ（約１５０ｄｐｉ）以上、記録階調は２５
６階調以上であることが好ましい。

【００１６】図示例において、グレーズは、基板８０の
上（図示例のサーマルヘッド６６は、上から感熱材料Ａ
に押圧されるので、図１中では下となる）に形成される
グレーズ層（蓄熱層）８２、その上に形成される発熱抵
抗体８４、その上に形成される電極８６およびその上に
形成される保護膜等から構成される。

【００１７】図示例においては、好ましい態様として保
護膜が実質的に２層構成を有するものを示しており、具
体的には、発熱抵抗体８４および電極８６（発熱素子）
を覆って形成される、セラミックを主成分とする下層保
護膜８８と、この下層保護膜８８の上に上層保護膜とし
て形成される炭素を主成分とする保護膜、例えばカーボ
ン保護膜９０（好ましくは、前述のＤＬＣ保護膜）とか
ら構成される例を示している。

【００１８】本発明に用いられるサーマルヘッド６６
は、カーボン保護膜９０を形成する前に、その下層とな
るセラミックを主成分とする下層保護膜８８を形成した
時点で、この下層保護膜８８を介して、そのさらに下層
のグレーズを局所的に加熱すること以外は、基本的に公
知のカーボン保護膜を有するサーマルヘッドと同様の製
作工程、構成を有するものである。従って、それ以外の
層構成や各層の材料には特に限定はなく、公知のものが
各種利用可能である。具体的には、基板８０としては耐
熱ガラスやアルミナ、シリカ、マグネシアなどのセラミ
ックス等の電気絶縁性材料が、グレーズ層８２としては
耐熱ガラスやポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂等が、各種
利用可能である。

【００１９】さらに、発熱抵抗体８４および電極８６
も、材料等に限定はなく、公知のサーマルヘッドに用い
られるものが各種利用可能である。具体的には、発熱抵
抗体８４としては、例えば、ニクロム（Ｎi −Ｃr ) 、
タンタル、窒化タンタル、酸化ルテニウム、ポリシリコ
ン等の発熱抵抗体が例示され、電極８６としてはアルミ
ニウム、金、銀、銅等の導電性材料が、各種利用可能で
ある。

【００２０】ところで、前述のように、サーマルヘッド
の発熱素子は、加熱履歴に応じてその抵抗値が変化する
が、感熱記録装置に装着されたサーマルヘッドの各発熱
素子毎の加熱履歴は当然それぞれで異なるので、抵抗値
の変化量も各発熱素子毎に異なり、経時と共に発熱素子
の抵抗値変化量に差が生じ、その差に応じて記録画像に
濃度ムラが生じてしまう。

【００２１】図２に、空打ち、すなわち感熱材料Ａに記
録を行わないで一定の発熱エネルギー（１４５ｍｊ／ｍ
ｍ²）を供給した際における、サーマルヘッドの発熱素
子の抵抗値の変化と発熱時間との関係の一例のグラフを
示す。なお、記録を行う場合には、感熱材料Ａによる放
熱効果によってグレーズの温度がある程度以上には上昇
しないため、空打ちの場合より抵抗値の変化速度は遅く
なる。

【００２２】図２に示されるように、一定の発熱エネル
ギーを供給した場合、サーマルヘッドの発熱素子の抵抗
値変化は、発熱時間の対数にほぼ比例する。言い換えれ
ば、発熱素子の抵抗値変化は、初期は大きいが、時間の
経過すなわち総発熱量が増加するに従って指数関数的に
減少する。従って、未使用のサーマルヘッドの全発熱素
子に一定の発熱エネルギーを所定時間供給する等の方法
で、全発熱素子に所定の、例えば均一な加熱履歴を与
え、予め、発熱素子の抵抗値を所定量、例えば均一な量
だけ変化させておくことにより、それ以降の抵抗値変化
を大幅に減少して、各発熱素子毎の抵抗値変化の差を小
さくすることができる。

【００２３】本発明に係るサーマルヘッド６６は、全発
熱素子（発熱抵抗体８４および電極８６）に、その上層
のカーボン保護膜９０を形成する前に所定の加熱履歴を
与えることにより、予め発熱抵抗体８４をアニールして
結晶化させ、全発熱素子に均一の抵抗値変化を生じさ
せ、その抵抗値を安定させた発熱素子を有する。これに
より、感熱記録で生じる各発熱素子毎の抵抗値変化の差
を小さくし、濃度ムラのない高画質な感熱画像記録を、
長期にわたって安定して行うことができる。

【００２４】なお、上述の加熱履歴の付与方法として
は、従来、カーボン保護膜９０の形成前に、製造の中間
段階のサーマルヘッドに通電用の配線を施して行う方法
もあったが、その場合には、所定の加熱履歴を与えるた
めに取り付ける配線などが、カーボン保護膜９０の形成
時に悪影響を及ぼすという問題が発生することもあっ
て、必ずしも好ましいものではなかった。

【００２５】本発明に係るサーマルヘッド６６において
は、各発熱素子に予め与える抵抗値の変化量（加熱履歴
量）には特に限定はなく、ユーザの使用によって生じ得
る抵抗値の変化量が、これを用いる記録装置が目的とす
る寿命まで所定画質の画像が確保できる所定範囲となる
ように、例えば図２のグラフ等を用いて決定すればよ
い。言い換えれば、濃度ムラになる抵抗変化量と所定画
質を維持したい時間との関係から、予め与える抵抗値の
変化量、すなわち発熱エネルギーとそれを与える時間と
を決定すればよい。

【００２６】なお、サーマルヘッド６６の各発熱素子の
抵抗値を予め変化させることは、サーマルヘッドの劣化
にもつながるので、変化量は、これを加味して決定する
必要がある。通常、発熱素子の抵抗値変化は最大でも３
〜５％程度であるので、使用による抵抗値の安定性と劣
化とのバランス、後述する生産性や生産効率等を考慮す
ると、発熱素子に予め与える抵抗値の変化は、０．１％
〜５％、特に、０．５％〜２％とするのが好ましい。

【００２７】サーマルヘッド６６の発熱素子に抵抗値変
化を生じさせるための加熱履歴を与える際のサーマルヘ
ッドの温度（表面温度）には特に限定はない。しかしな
がら、この際のサーマルヘッドの温度が低いと、感熱記
録で生じる抵抗値変化の低減効果を十分に発現できるだ
けの抵抗値変化を生じさせるまでに非常に長い時間がか
かり、生産性や生産効率等の点で極めて不利であり、ま
た、現実的ではない。ただし、加熱履歴を付与する際の
温度の上限は、使用するサーマルヘッドの耐熱温度に応
じるようにする。また、その際の加熱履歴を与える時間
は、サーマルヘッドの温度（これを実現する発熱エネル
ギー）と目的とする抵抗値変化量とに応じて、図２に示
すような抵抗値変化と発熱時間との関係のグラフ等を作
成して決定すればよい。

【００２８】サーマルヘッドのグレーズには、一般的
に、真空蒸着、ＣＶＤ（Ｃhemical Ｖapor Ｄepositio
n ) 、スパッタリング等のいわゆる薄膜形成技術および
フォトエッチング法を用いて形成される薄膜型発熱素子
と、スクリーン印刷などの印刷ならびに焼成によるいわ
ゆる厚膜形成技術およびエッチングを用いて形成される
厚膜型発熱素子とが知られているが、本発明に用いられ
るサーマルヘッド６６は、いずれの方法で形成されたも
のであってもよい。

【００２９】前述のように、図示例のサーマルヘッド６
６は、好ましい態様として、下層保護膜８８とカーボン
保護膜９０との少なくとも２層構成の保護膜を有してい
る。このような下層保護膜を有することにより、耐摩耗
性、耐蝕性、耐腐食摩耗性等の点でより好ましい結果を
得ることができ、より耐久性が高く、長寿命のサーマル
ヘッドを実現できる。本発明のサーマルヘッド６６に形
成される下層保護膜８８としては、サーマルヘッドの保
護膜となり得る耐熱性、耐蝕性および耐摩耗性を有する
ものであれば、公知のものが各種利用可能であるが、好
ましくは、セラミックスを主成分とする下層保護膜８８
が挙げられる。

【００３０】具体的には、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄)、炭化
珪素（ＳｉＣ) 、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅)、酸化アル
ミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃)、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ) 、
ラシオン（ＬａＳｉＯＮ) 、酸化珪素（ＳｉＯ₂)、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ) 、窒化ホウ素（ＢＮ) 、酸化セ
レン（ＳｅＯ) 、窒化チタン（ＴｉＮ) 、炭化チタン
（ＴｉＣ) 、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ) 、窒化クロム
（ＣｒＮ) およびこれらの混合物等が例示される。中で
も特に、成膜の容易性や製造コストなどの製造適性、機
械的摩耗と化学的摩耗による摩耗のバランス等の点で、
窒化珪素、炭化珪素、サイアロン等は好適に利用され
る。また、下層保護膜には、物性調整のため、後述する
半金属や金属等の微量の添加物が含まれてもよい。下層
保護膜８８の形成方法には特に限定はなく、前述の厚膜
形成技術や薄膜形成技術等を用いて、公知のセラミック
ス膜（層）の形成方法で形成される。

【００３１】下層保護膜８８の厚さには特に限定はない
が、好ましくは０．５μｍ〜５０μｍ程度、より好まし
くは２μｍ〜２０μｍ程度である。下層保護膜８８の厚
さを上記範囲とすることにより、耐摩耗性と熱伝導性
（すなわち記録感度）とのバランスを好適に取ることが
できる等の点で好ましい結果を得る。また、下層保護膜
８８は多層構成でもよい。下層保護膜８８を多層構成と
する際には、異なる材料を用いて多層構成としてもよ
く、あるいは、同じ材料で密度等の異なる層を有する多
層構成であってもよく、あるいは、その両者を有するも
のであってもよい。

【００３２】本発明に係るサーマルヘッド６６は、発熱
抵抗体８４等を保護する保護膜として、カーボン保護膜
９０を有する。なお、図示例のサーマルヘッド６６にお
いては、炭素を主成分とする保護膜として、カーボン
（ＤＬＣ）保護膜９０を用いているが、本発明において
はこれに限定されず、炭素を主成分とする保護膜は、５
０ａｔｍ％超の炭素を含有するカーボン保護膜であれば
良く、好ましくは炭素および不可避的不純物からなるカ
ーボン保護膜、さらに好ましくは不可避的不純物の含有
量が極めて少ないまたは全く含まない高純度のカーボン
保護膜、例えばＤＬＣ保護膜が良い。ここで、不可避的
不純物としては、アルゴン（Ａｒ）などのようにプロセ
スに使用するガスや酸素のように真空チャンバー内の残
ガスなどが挙げられるが、これらのガス成分の混入はで
きるだけ少ないほうが好ましく、２ａｔｍ％以下とする
のがよく、より好ましくは０．５ａｔｍ％以下とするの
が良い。

【００３３】本発明において、炭素を主成分とするカー
ボン保護膜を形成する炭素以外の添加成分としては、水
素、窒素、フッ素などの物質や、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗなどの半金属や金
属が好適に例示される。添加成分が水素、窒素およびフ
ッ素などの物質である場合には、炭素を主成分とするカ
ーボン保護膜中のこれらの含有量が５０ａｔｍ％未満で
あるのが好ましく、添加成分が上述したＳｉおよびＴｉ
等の半金属や金属である場合には、炭素を主成分とする
カーボン保護膜中のこれらの含有量が２０ａｔｍ％以下
であるのが好ましい。

【００３４】以下の説明では、炭素を主成分とする保護
膜として、カーボン保護膜９０を代表例として説明する
が、その説明はその他の炭素を主成分とする保護膜にも
適用可能であることはいうまでもないことである。カー
ボン保護膜９０は、非常に硬度が高く、また化学的にも
安定であるため、これを有することにより、感熱記録に
よる保護膜の摩耗や腐食摩耗を好適に防止して、長期に
わたって高い信頼性を有するサーマルヘッド６６を実現
できる。

【００３５】前述のように、本発明に係るサーマルヘッ
ド６６は、全発熱素子に加熱履歴を与えて、あらかじめ
抵抗値変化を生じさせることにより、感熱記録による抵
抗値変化を低減した発熱素子を有するものである。この
ような操作は、通常、サーマルヘッドが完成した後に行
われる。しかしながら、一般には、このような高温で加
熱履歴を与えると、カーボン保護膜９０の変質や部分的
な脱離が生じてしまい、適正な感熱記録ができなくなっ
てしまうという問題がある。

【００３６】これに対し、本発明に係るサーマルヘッド
６６は、カーボン保護膜９０を形成する前に、前記発熱
素子への加熱履歴を付与するようにしたことにより、そ
の後で形成されるカーボン保護膜９０の変質や部分的な
脱離を生ずることのない、良好かつ適正な性状で、かつ
耐摩耗性や化学的安定性に優れた保護膜によって、長期
にわたって高い信頼性を有するサーマルヘッド６６を実
現している。しかも、加熱履歴の付与された発熱素子を
有することにより、抵抗値変化による濃度ムラも極めて
少なくできることは、前述のとおりである。

【００３７】本発明に係るサーマルヘッド６６におい
て、カーボン保護膜９０の硬度は高いほど良好であり、
サーマルヘッドの保護膜として十分な硬度を有すればよ
いが、好ましくはピッカーズ硬度で２０００ｋｇ／ｍｍ
²以上、より好ましくは２５００ｋｇ／ｍｍ²以上、特
に好ましくは３０００ｋｇ／ｍｍ²以上である。カーボ
ン保護膜９０の硬度を上記範囲とすることにより、耐摩
耗性等の点で好ましい結果を得ることができる。

【００３８】さらに、カーボン保護膜９０の厚さにも特
に限定はなく、図示例のように、下層保護膜８８を有す
る場合には、好ましくは、０．１μｍ〜５μｍ、より好
ましくは、１μｍ〜３μｍである。また、下層保護膜８
８を有さない場合には、好ましくは、１μｍ〜２０μ
ｍ、より好ましくは、２μｍ〜１０μｍである。カーボ
ン保護膜９０の厚さを上記範囲とすることにより、耐摩
耗性と熱伝導性とのバランス等の点で、好ましい結果を
得ることができる。

【００３９】このようなカーボン保護膜９０の形成方法
には特に限定はなく、公知の厚膜形成技術や薄膜形成技
術で形成されるが、好ましくは、炭化水素ガスを反応ガ
スとして用いるプラズマＣＶＤによって硬質カーボン膜
を形成する方法、および焼結カーボン材やグラッシーカ
ーボン材等のカーボン材をターゲット材とするスパッタ
リングによって硬質カーボン膜を形成する方法が挙げら
れる。

【００４０】また、カーボン保護膜９０を形成する（プ
ラズマ）ＣＶＤ装置、もしくはスパッタリング装置とし
ては、例えば本出願人の出願に係る、特願平９−９８７
０１号「サーマルヘッド」明細書に詳述した装置などが
好適に用い得る。

【００４１】カーボン保護膜９０（カーボン保護膜９
０）を形成するプラズマＣＶＤにおいて、プラズマ発生
手段としては、直流グロー放電、高周波放電、直流アー
ク放電、マイクロ波ＥＣＲ放電等が利用可能であり、特
に、直流アーク放電およびマイクロ波ＥＣＲ放電はプラ
ズマ密度が高く、高速成膜に有利である。なお、カーボ
ン保護膜９０を形成する際には、必要に応じて成膜領域
を規制するためのマスクを用いてもよい。この際には、
例えば、ＳＵＳ３０４やアルミニウム等の金属やテフロ
ン等の樹脂からなる板状のマスク部材を作製し、これを
用いて非成膜部をマスキングすればよい。

【００４２】本発明においては、カーボン保護膜９０の
密着性を良好にするために、カーボン保護膜９０の形成
に先立ち、基板（グレーズ）の表面、すなわち図１に示
した例における下層保護膜８８の表面をプラズマでエッ
チングするのが好ましい。エッチングの方法としては、
プラズマ発生手段によってプラズマを発生させつつ、マ
ッチングボックスを介して高周波電圧を印加する方法
や、高周波電圧によって直接プラズマを発生させて、そ
のプラズマを利用してエッチングを行う方法が好適に用
い得る。

【００４３】なお、カーボン保護膜９０を形成するため
に用いられるターゲット材としては、焼結カーボン材、
グラッシーカーボン材等が好適に例示される。また、そ
の形状は、基板の形状に応じて適宜決定すればよい。

【００４４】次に、前述の下層保護膜８８の加熱方法に
ついて説明する。下層保護膜８８の加熱方法としては、
前述のプラズマＣＶＤ装置もしくはスパッタリング装置
などの真空成膜装置を、好適に用いることができる。具
体的には、プラズマ発生手段によってプラズマを発生さ
せると同時に、被成膜部材にバイアス電圧を印加し、カ
ーボン膜形成面にプラズマを照射する方法、レーザ光を
小径のスポットにフォーカスして、カーボン膜形成面を
直接加熱する方法などが好適に用い得る。

【００４５】ここで、カーボン膜形成面の加熱温度とし
ては、２５０〜４００℃の範囲が好適に用い得る。ま
た、加熱時間は、加熱温度によって異なってくるが、一
例としては、２５０℃の場合９０分、４００℃の場合２
分という状況である。なお、この加熱温度、加熱時間
は、主として発熱抵抗体の種類によって異なってくる。

【００４６】以上、本発明のサーマルヘッドについて詳
細に説明したが、本発明は上述の例に限定されず、各種
の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をより詳細に説明する。［実施例１］＜サーマルヘッド６６の作製＞公知のサーマルヘッドの
製造方法と同様にして、基板８０上に蓄熱層８２を形成
し、その上に発熱体８４を形成し、その上に電極８６を
形成し、その上に、さらに厚さ１１μｍの窒化珪素（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄)膜を形成して、基となるサーマルヘッドを作成
した。従って、本実施例では、この窒化珪素膜が下層保
護膜８８となり、この下層保護膜８８上に後述するよう
な条件で、カーボン保護膜９０が形成される。

【００４８】このようなサーマルヘッドを、前述のプラ
ズマＣＶＤ装置にセットし、マイクロ波４００Ｗ、Ａｒ
圧５ｍＴｏｒｒにてＡｒプラズマを発生させると同時
に、サーマルヘッドに、ＲＦバイアスＶｄｃ−２００Ｖ
を印加し、サーマルヘッドのカーボン保護膜９０形成面
にＡｒプラズマを照射した。被成膜面の温度は、同条件
で予め測定し３００℃であった。このあと、被成膜面に
同じＣＶＤ装置を用いて、カーボン保護膜９０を２μｍ
形成した。

【００４９】＜性能評価＞このようにして形成したサー
マルヘッドを、公知のサーマルプリンタに組み込み、画
像記録テストを行った結果、２５０００枚の画像記録後
で、発熱抵抗体の抵抗値の変化は１％未満で、画像障害
は発生しなかった。

【００５０】［実施例２］＜サーマルヘッド６６の作製＞公知のサーマルヘッドの
製造方法と同様にして、基板８０上に蓄熱層８２を形成
し、その上に発熱体８４を形成し、その上に電極８６を
形成し、その上に、さらに厚さ１１μｍの窒化珪素（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄)膜を形成して、基となるサーマルヘッドを作成
した。従って、本実施例では、この窒化珪素膜が下層保
護膜８８となり、この下層保護膜８８上に後述するよう
な条件で、カーボン保護膜９０が形成される。

【００５１】このようなサーマルヘッドに、ＹＡＧレー
ザを用いて、発熱抵抗体のサイズに略等しいΦ１００μ
ｍにフォーカスし、全ドットを照射した。被成膜面の温
度は、同条件で予め測定し３００℃であった。その後、
真空プロセスにより、被成膜面にカーボン保護膜９０を
２μｍ形成した。

【００５２】＜性能評価＞このようにして形成したサー
マルヘッドを、公知のサーマルプリンタに組み込み、画
像記録テストを行った結果、２５０００枚の画像記録後
で、発熱抵抗体の抵抗値の変化は１％未満で、画像障害
は発生しなかった。

【００５３】［比較例１］＜サーマルヘッドの作製＞実施例と同様に、公知のサー
マルヘッドの製造方法と同様の方法で、基板８０上に蓄
熱層８２を形成し、その上に発熱体８４を形成し、その
上に電極８６を形成し、その上に、さらに厚さ１１μｍ
の窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄)膜を形成して、基となるサーマ
ルヘッドを作成し、この窒化珪素からなる下層保護膜８
８の上にカーボン保護膜９０のみを２μｍの厚さに形成
した。

【００５４】＜性能評価＞このようにして形成した比較
用のサーマルヘッドを、公知のサーマルプリンタに組み
込み、画像記録テストを行った結果、５０００枚の画像
記録後における発熱抵抗体の抵抗値の変化は５％とな
り、画像障害が発生した。

【００５５】以上の結果より、本発明の効果は明らかで
ある。

【００５６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、保護膜の腐食や摩耗が極めて少なく、しかも感
熱記録による発熱素子の抵抗値変化が極めて少なく、十
分な耐久性および経時安定性を有し、長期にわたって濃
度ムラの無い高画質の感熱記録を安定して行うことがで
きるサーマルヘッドを、容易に製造することが可能にな
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る製造方により製造さ
れたサーマルヘッドの発熱素子の構成を示す概略図であ
る。

【図２】サーマルヘッドの発熱素子の抵抗値の変化と
発熱時間（対数）との関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

６６サーマルヘッド８０基板８２グレーズ層８４発熱抵抗体８６電極８８下層保護膜９０カーボン保護膜９２犠牲層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C065 GA01 GC02 JF03 JF05 JF10 JF11 JF12 JF13 JF14 JF15 JF16 JF19 JF21 JH06 JH08 JH11 JH14 JH19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性基板上に発熱抵抗体層、電極を
構成する導電層およびカーボンを主成分とする保護層を
有するサーマルヘッドの製造方法であって、前記カーボ
ンを主成分とする保護層を形成する前に、該カーボンを
主成分とする保護層の形成面に、外部から局所的な加熱
を行って、前記発熱抵抗体層を加熱することを特徴とす
るサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２】前記局所的な加熱を、前記カーボンを主成
分とする保護層の表面にプラズマを照射して行う請求項
１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３】前記プラズマ照射を、真空成膜装置内でマ
イクロ波により行う請求項２に記載のサーマルヘッドの
製造方法。
【請求項４】前記局所的な加熱を、前記カーボンを主成
分とする保護層の表面にレーザ光を照射して行う請求項
１に記載のサーマルヘッドの製造方法。