JP2004082338A

JP2004082338A - ラミネート部品及びラミネーター

Info

Publication number: JP2004082338A
Application number: JP2002242346A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kitazawa; 北澤　祐介
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】基板上に一列に形成されたヒータを発熱させるラミネート部品において、保護被覆層表面からの腐食性物質の進入を防止する。
【解決手段】支持基板１上において、少なくともヒータ層２とその周辺の電極層３の一部を保護被覆するように形成される保護被覆層４を積層構造とし、かつ、そのうちの一層をバイアススパッタ法（又はＣＶＤ法）で形成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被転写体に形成された画像上に画像保護ラミネートを形成するためのラミネート部品及びラミネーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、印画紙、光沢紙等の被転写体に転写、若しくは形成された画像を保護するため、被転写体の表面に透明なフィルムをラミネートすることが行われている。その効果としては、大気中に含まれるガスを遮断し画質劣化を防止することや、紫外線による画質の変質防止、画像を外力による傷から保護することなどが挙げられる。
【０００３】
また、被転写体の表面にラミネート層を形成する方法としては、熱ローラを用いてラミネートフィルムを被転写体に熱圧着する方法や、一列に形成されたヒータを発熱させて、被転写体の表面にフィルムをラミネートする方法（例えば、特開平１１−５８９５６号公報）等、熱を介在させて圧着する手法が一般的である。
【０００４】
このうち、一列に形成されたヒータを発熱させる方法において、ヒータのヘッドとなる部分は、例えばセラミック基板等の支持基体上にヒータ層、アルミニウム等の電極となる導電層をスパッタ法等の膜形成法によって積層形成した後、フォトエングレービングプロセス等を通すことによって複数の一対となるヒータと電極を一線上に形成し、その後、少なくともそのヒータとその周辺の電極を保護するための保護被覆層をスパッタ法により形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板上に積層形成されたヒータ層と導電層の境目付近には段差があるため、スパッタ法によりその表面に保護被覆層を形成すると、段差部分に粒界によるクラックが生じるという不具合があった。そして、一列に形成されたヒータを発熱させる方法では、フィルムにプラテンローラの圧力がかかった状態でヒータを発熱させ、そのヒータ上をフィルムを摺接させながら画像記録面に熱圧着するため、フィルム表面に含まれる腐食性物質が保護被覆層のクラックから内部に侵入し、ヒータの劣化や性能バラツキを生じ、長期に渡って安定した性能を維持することが難しいという課題があった。
【０００６】
この発明の目的は、保護被覆層表面からの腐食性物質の進入を防止することにより、ヒータの劣化や性能バラツキを生じることがなく、長期に渡って安定した性能を維持することができるラミネート部品及びラミネーターを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係わる発明は、基体の主面上に配置されたヒータ層と、前記ヒータ層に電流を供給する一対の電極層とを有し、前記ヒータ層と一対の電極層で形成されるヒータ回路が前記主面上に複数一列に配置され、少なくとも前記ヒータ層と電極層の一部を覆うように保護被覆層が形成された画像ラミネート部品において、前記保護被覆層は積層構造であり、その層の１部がバイアススパッタ法により形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係わる発明は、請求項１において、前記保護被覆層は、前記ヒータ層に接する層が通常スパッタ法で形成され、残りの少なくとも１層がバイアススパッタ法で形成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、請求項３に係わる発明は、基体の主面上に配置されたヒータ層と、前記ヒータ層に電流を供給する一対の電極層とを有し、前記ヒータ層と一対の電極層で形成されるヒータ回路が前記主面上に複数一列に配置され、少なくとも前記ヒータ層と電極層の一部を覆うように保護被覆層が形成された画像ラミネート部品において、前記保護被覆層は積層構造であり、その層の一部が気相成長薄膜形成法により形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係わる発明は、請求項３において、前記保護被覆層は、前記ヒータ層に接する層が通常スパッタ法で形成され、残りの少なくとも１層がＣＶＤ法により形成されたものであることを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４いずれか１項記載のラミネート部品を用いてラミネートフィルムを被転写体に熱圧着させるラミネーターであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるラミネート部品の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
実施の形態１
図１は、実施の形態１に係わるラミネート部品の概略断面図、図２は、概略平面図である。図１は図２のＡ−Ａ′断面図に相当する。
【００１４】
本実施の形態では、保護被覆層をバイアススパッタ薄膜形成法により形成したラミネート部品について説明する。
【００１５】
支持基板１は、アルミナ基板上の所定部位に保温層としてグレーズ層を形成したグレーズアルミナ基板からなり、その上に、サーメット膜からなるヒータ層２、Ａｌからなる電極層３を順次、スパッタ法等の薄膜形成方法にて形成した。そして、支持基板１において、ホトエングレービングプロセスを行い、図２に示すように、一対のヒータ層２と電極層３とで構成されるヒータ回路１０が同一パターンで複数一列に配置されるよう形成した。その後、少なくともヒータ層２とその周辺の電極の一部を保護被覆するように保護被覆層４をＳｉ_３Ｎ_４とＳｉＯ_２を混合した焼結体を着膜源として形成した。
【００１６】
本実施の形態における保護被覆層４は積層構造であり、かつ、そのうちの一層はバイアススパッタ法により形成されている。後述する評価試験では、本実施の形態の構造で作成したサンプルを実施例１〜３とし、また単層で作成したサンプルを比較例１，２とした。このうち、実施例１，２では、図１に示すように、保護被覆層４を二層構造とし、ヒータ層２に接する層を第１層４−１（最下層）、この上に形成された層を第２層４−２（最上層）としている。また、実施例３では、第１層４−１と第２層４−２との間に第３層（中間層）を有する三層構造とした例を示している（図示省略）。
【００１７】
この保護被覆層４の形成方法として用いたバイアススパッタ法は、「プラズマプロセッシングの基礎（Ｂ．Ｎ．Ｃｈａｐｍａｎ著）」等に紹介されている。通常のスパッタリング技術はその薄膜の着膜源となるターゲットに高周波等電力の付勢により、励起したプラズマとターゲットの衝突を発生させ、その着膜源から材料粒子が飛散〜体積し、被膜となる。この際、基板表面に段差があると、その段差部を起点として粒界が発生することになる。
【００１８】
しかしながらバイアススパッタ法の場合、堆積される基板側にも高周波等の電力を付勢することで、着膜動作と連続して基板側もプラズマによるエッチングをする手法であるため、既に基板に堆積している材料をプラズマによって叩き、再スパッタリングして、段差壁面に前記材料を再度付着させることができる。このようにして、前記粒界は埋められて行き、カバレージ性の良好な被覆膜を得ることが可能となる。
【００１９】
次に、本実施の形態の構造で作成した実施例１〜３と、比較例１，２とを用いた評価試験の結果について説明する。
【００２０】
各サンプルにおいて保護被覆層４の膜厚はすべて３μｍの総厚とした。膜の構成は以下の通りである。なお、図３において、通常スパッタ法は“スパッタ”、バイアススパッタ法は“バイアス”と記している。ここで、スパッタは、不活性ガス（Ａｒ）雰囲気中、圧力０．３〜０．４Ｐａ、ターゲット電圧３〜４ｋＷの条件で行った。バイアススパッタは、前記スパッタ条件にさらに基板に１〜３ｋＷの電圧を印加する条件で行った。
【００２１】
実施例１は、保護被覆層４の第１層４−１として１μｍを通常スパッタ法で形成し、残りの第２層４−２として、第１層４−１から上層に向かって２μｍをバイアススパッタ法で形成した。実施例２は、保護被覆層４の第１層４−１として２μｍを通常スパッタ法で形成し、残りの第２層として、第１層４−１から上層に向かって１μｍをバイアススパッタ法で形成した。また実施例３は、保護被覆層４の第１層４−１として１μｍを通常スパッタ法で形成し、中央層となる第３層として１μｍをバイアススパッタ法で形成し、さらに、残りの第２層４−２として上層に向かって１μｍを通常スパッタ法で形成した。
【００２２】
比較例１は、保護被覆層４として３μｍをすべてバイアススパッタ法で形成した。比較例２は、３μｍすべて通常スパッタ法で形成した。
【００２３】
評価試験としては、上記５種類のサンプルについて、６０℃×９０％ＲＨの高温高湿雰囲気において、ヒータ層２に入力する信号を待機状態（電界が印加された状態）とし、電界腐食を加速させる高温高湿試験、及び通常動作（試料のヒータ層を擬似的に作動させヒータ層がＯＮの状態）中に３％に希釈したＮａＯＨ溶液を滴下し、膜欠陥や膜粒界からの侵入による電極腐食を加速させる強制腐食試験の２試験を実施した。評価試験の結果を図３に示す。なお、図３の高温高湿試験において、Ｘ／１０はサンプル１０個あたりの合格品（ＯＫ）と不良品（ＮＧ）の個数を示している。
【００２４】
高温高湿試験の結果、比較例２では高温高湿試験において、粒界から湿度の侵入により、１６８ｈ経過でヒータ層２の腐食が発生し、また強制腐食試験においても１×Ｅ^３ｐｌｓ印加時でヒータ層２の破壊に至った。一方、実施例１〜３及び比較例１のように、バイアスを印加して保護被覆層４を形成したサンプルでは、高温高湿試験において、すべて１０００ｈ以上経過してもヒータ層２の腐食が発生せず、また強制腐食試験において、３×Ｅ^７ｐｌｓを印加してもヒータ層２の劣化は確認されなかった。
【００２５】
ただし、単層構造の比較例１については、成膜時にヒータ層２までエッチングしていることから、完成品のヒータ値がばらついている現象が確認された。これに対し実施例１〜３ではヒータ値のばらつきは確認されなかった。したがって、比較例１は高温高湿試験及び強制腐食試験については合格しているが、ラミネート部品としては不良品と認定される。
【００２６】
上記実施の形態１の評価試験より明らかなように、ヒータ層２の上部を覆う保護被覆膜４を積層構造とし、かつ形成の際にその一層をバイアススパッタ法で形成することにより、カバレージ性が良好となり、保護被覆層４表面からの腐食性物質の進入防止に有効であることが実証された。これによれば、フィルム表面に含まれる腐食性物質が保護被覆層４から内部に侵入し、ヒータ層２の劣化や性能バラツキを生じることがなくなるため、長期に渡って安定した性能を維持することが期待できる。
【００２７】
実施の形態２
本実施の形態では、保護被覆層を気相成長薄膜形成法により形成したラミネート部品について説明する。
【００２８】
ラミネート部品の概略断面図は図１と同じであり、支持基板１、ヒータ層２、電極層３の材質、形成方法についても実施の形態１と同じである。
【００２９】
本実施の形態では、電極層３を形成した後、少なくともヒータ層２とその周辺の電極層３の一部を保護被覆するよう保護被覆層４をＳｉＨ_４＋Ｎ_２を混合したガスを用いて形成した。
【００３０】
本実施の形態における保護被覆層４は積層構造であり、かつそのうちの一層はＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成されている。後述する評価試験では、本実施の形態の構造で作成したサンプルを実施例４〜６とし、また単層で作成したサンプルを比較例３とした。このうち、実施例４，５では、図１に示すように、保護被覆層４を二層構造とし、ヒータ層２に接する層を第１層４−１（最下層）、この上に形成された層を第２層４−２（最上層）としている。また、実施例６では、第１層４−１と第２層４−２との間に第３層（中間層）を有する三層構造とした例を示している（図示省略）。
【００３１】
この保護被覆層４の形成方法として用いたＣＶＤ法は、低圧力下で上記ガス雰囲気中に密閉したチャンバー内に高周波等電力を印加することで被着膜体表面上からガスの構成分子が励起され、膜として成長させる手法で有り、基板表面段差に対し粒界の発生がない膜を提供する手段として一般的である。
【００３２】
次に、本実施の形態の構造で作成した実施例４〜６と、比較例３とを用いた評価試験の結果について説明する。
【００３３】
各サンプルにおいて保護被覆層４の膜厚はすべて３μｍの総厚とした。膜の構成は以下の通りである。
【００３４】
実施例４は、第１層４−１として１μｍを通常スパッタ法で形成し、残りの第２層４−２として、第１層４−１から上層に向かって２μｍをＣＶＤ法で形成した。実施例５は、第１層４−１として２μｍを通常スパッタ法で形成し、残りの第２層として、第１層４−１から上層に向かって１μｍをＣＶＤ法で形成した。また実施例６は、、第１層４−１として１μｍを通常スパッタ法で形成し、中央層となる第３層として１μｍをＣＶＤ法で形成し、さらに、残りの第２層４−２として上層に向かって１μｍを通常スパッタ法で形成した。比較例３は、３μｍをすべてＣＶＤ法で形成した。
【００３５】
評価試験としては、上記４種類のサンプルについて、６０℃×９０％ＲＨの高温高湿雰囲気において、ヒータ層２に入力する信号を待機状態としての高温高湿試験、及び通常動作中に３％に希釈したＮａＯＨ溶液を滴下する強制腐食試験の２試験を実施した。評価試験の結果を図４に示す。
【００３６】
高温高湿試験の結果、すべてのサンプルともに１０００ｈ経過してもヒータ層２の腐食が発生せず、また強制腐食試験において、３×Ｅ^７ｐｌｓを印加してもヒータ層２の劣化は確認されなかった。
【００３７】
ただし、単層構造の比較例３については、気相成長過程で加熱工程を経たため、完成品のヒータ値がばらついている現象が確認された。これに対し実施例４〜６ではヒータ値のばらつきは確認されなかった。したがって、比較例３は高温高湿試験及び強制腐食試験については合格しているが、ラミネート部品としては不良品と認定される。
【００３８】
上記実施の形態２の評価試験より明らかなように、ヒータ層２の上部を覆う保護被覆膜４を積層構造とし、かつ形成の際にその一層をＣＶＤ法で形成することにより、カバレージ性が良好となり、保護被覆層４表面からの腐食性物質の進入防止に有効であることが実証された。これによれば、フィルム表面に含まれる腐食性物質が保護被覆層４から内部に侵入し、ヒータ層２の劣化や性能バラツキを生じることがなくなるため、長期に渡って安定した性能を維持することが期待できる。
【００３９】
上記、各実施例のラミネート部品をラミネーターに組み込み、ラミネートフィルムをインクジェット方式あるいはバブルジェット（登録商標）方式のプリンタにて画像を形成した被転写体に熱圧着したところ、均一に熱圧着することができ、被転写体の画像劣化を良好に防止できるラミネーターを得ることができた。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板表面の段差部分に粒界によるクラックを生じることがないため、保護被覆層表面からの腐食性物質の進入を防止することができる。したがって、ヒータの劣化や性能バラツキを生じることがなく、長期に渡って安定した性能を維持することができる高信頼性、高品位性のラミネート部品及びラミネーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係わるラミネート部品の概略断面図。
【図２】実施の形態１に係わるラミネート部品の概略平面図。
【図３】実施の形態１における評価試験の結果を示す説明図。
【図４】実施の形態２における評価試験の結果を示す説明図。
【符号の説明】
１…支持基板
２…ヒータ層
３…電極層
４…保護被覆層
１０…ヒータ回路

Claims

基体の主面上に配置されたヒータ層と、前記ヒータ層に電流を供給する一対の電極層とを有し、前記ヒータ層と一対の電極層で形成されるヒータ回路が前記主面上に複数一列に配置され、少なくとも前記ヒータ層と電極層の一部を覆うように保護被覆層が形成された画像ラミネート部品において、
前記保護被覆層は積層構造であり、その層の１部がバイアススパッタ法により形成されたものであることを特徴とする画像ラミネート部品。
前記保護被覆層は、前記ヒータ層に接する層が通常スパッタ法で形成され、残りの少なくとも１層がバイアススパッタ法で形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のラミネート部品。
基体の主面上に配置されたヒータ層と、前記ヒータ層に電流を供給する一対の電極層とを有し、前記ヒータ層と一対の電極層で形成されるヒータ回路が前記主面上に複数一列に配置され、少なくとも前記ヒータ層と電極層の一部を覆うように保護被覆層が形成された画像ラミネート部品において、
前記保護被覆層は積層構造であり、その層の一部がＣＶＤ法により形成されたものであることを特徴とするラミネート部品。
前記保護被覆層は、前記ヒータ層に接する層が通常スパッタ法で形成され、残りの少なくとも１層が気相成長薄膜形成法により形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載のラミネート部品。
請求項１乃至請求項４いずれか１項記載のラミネート部品を用いてラミネートフィルムを被転写体に熱圧着させることを特徴とするラミネーター。