JPS63256461A

JPS63256461A - サ−マルヘツド

Info

Publication number: JPS63256461A
Application number: JP62090586A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Murakami; 勝彦村上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1988-10-24

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】（産業上の利用分野）この発明は、感熱記録に用いられるサーマルヘッドに関
する。

（従来の技術）従来のこの種のサーマルヘッドとしては、第４図に示す
ようなものが知られている。

第４図において、３はアルミナセラミクス基板、４はガ
ラスグレーズ層、２は発熱抵抗体、５は一対の電極、８
は保護層である。

ここで、保護層８は二酸化硅素（Ｓｉ０２）層６と五酸
化タンタル（Ｔａ２０５）層７の２層で形成されており
、Ｓ　！　０２　層６は発熱抵抗体２の酸化防止層とし
て、また、Ｔａ２０５層７は耐摩耗層として作用し、い
ずれもスパッタリング法により形成される。

（この発明が解決しようとする問題点）近年、サーマル
ヘッドの総合的な性能の向上にともない、その保護層に
対する性能の向上が望まれている。

すなわち、高速印画を可能にするためには、保護層は耐
熱衝撃性が高く、また、熱応答特性を良くするために熱
伝導率が高く比熱の小さい材料が好ましい。

また、長寿命化を図るためには、耐摩耗性の高い材料、
すなわち、硬度の高い材料が好ましい。

しかしながら、従来の保護層では、以上のような要求を
充分満足できず、このような保護層を有するサーマルヘ
ッドでは、耐熱衝撃性、熱応答性、耐久性等を改善する
ことができないという問題点があった。また、酸化防止
層と耐摩耗層とが異る材料から保護層が成るためプロセ
スが複雑になりコストの面で不利であるという問題点も
あった。

（問題点を解決するための手段）本発明者は、上記のような要求を満たすためには、軽元
素から成り原子間結合力の強い材料が良いと判断し、そ
の観点から各種薄膜を形成して実験を行ったところ、窒
化硼素膜が硬度、耐熱衝撃性、熱伝導率、気密性に優れ
、したがって、サーマルヘッドの保ＩＦＷとして適当で
あることを見出し、この発明を成すに至った。

すなわち、窒化硼素は一般に、高硬度で熱衝撃に強く、
熱伝導率が大きく、化学的にも安定で、気密性も高い材
料として知られている。しかし、従来、窒化硼素膜は、
熱ＣＶＤ法を用いてＢＣＬ　　＋ＮＨ３→ＢＮ＋３８Ｃ
Ｉｌ、の反応により、１０００’Ｃ以上の高温で形成さ
れていたが、高温プロセスであることと、反応生成物と
してＨＣｌ１．ができることからその用途は限られてい
た。

ところが、近年、プラズマＣＶＤ法で、Ｂ２　Ｈ６＋　
２　Ｎ　Ｈ３→２ＢＮ＋６８２の反応による方法をはじ
めとして、反応性イオンブレーティング法や、スパッタ
リング法などにより４００℃以下の低温でも窒化硼素膜
を形成することが可能となり、サーマルヘッド保護層へ
の使用が可能となった。

したがって、この発明は、発熱抵抗体と、これに通電す
るための一対の電極と、該抵抗体上に形成された保護層
とからなるサーマルヘッドに於いて、前記保護層として
窒化硼素を使用したものである。

（作用）この発明においては、保護層として窒化硼素を使用した
ため、熱応答性および耐熱衝撃性を高めることができ、
高速印画、高濃度印画が可能となった。また、保護層の
剛性を高めることができたので、耐久性を向上させるこ
とができた。さらに、保護層の形成時間を短縮すること
ができたので、コストを低減することができた。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示した図である。

なお、従来と同一構成部分については同一符号を付して
その説明を省略する。

まず、構造を説明すると、第１図において、１は単層の
保護層であり、この保護層１としては窒化硼素を使用し
ている。その厚さは、例えば０．５〜１０μｍの範囲と
するが、好ましくは３μ卯程度である。

窒化硼素膜は熱伝導率がアルミニウムと同程度であり、
二酸化硅素膜や五酸化タンタル膜よりも十倍以上大きく
、比熱も小さいため、発熱抵抗体２の温度変化に対して
、その表面の温度変化の応答が速い。また、高速でサー
マルヘッドを駆動しても耐熱衝撃性が高いため、クラッ
クが生じにくい。したがって、従来のサーマルヘッドと
比べて高速印画が可能になった。

また、そのビッカース硬度は五酸化タンタル膜が１００
０に’Ｊ／ｒｒａ２以下であるのに対して、窒化硼素膜
は３０００Ｋｙ／ｍｍ２以上であるため、耐摩耗性が高
く長寿命化が可能になった。

また、窒化硼素膜は気密性が高いので、−＋＝で、耐摩
耗層と酸化防止層とを兼ねることができた。

次に、製造方法を第２図（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて順次
説明する。

まず、第２図（Ａ＞に示すようにアルミナセラミクス基
板３上にスクリーン印刷によりガラスグレーズ層４を印
刷し焼成した。次に、第２図（Ｂ）に示すように、グレ
ーズ層４の上にＴａ　　５ｉｏ２サーメツト膜をスパッタリング法によ
り形成し、フォトリソ・エツチングによりパターニング
して発熱抵抗体２を形成した。次に、第２図（Ｃ）に示
すように、ＮｉＣｒ／Ａｕ膜を真空蒸着法により形成し
て、フォトリソ・エツチングによりパターニングして一
対の電極５を形成した。

最後に第１図に示すようにＢＨとＮＨ３とを原料ガスと
して使用してプラズマＣＶＤ法により窒化硼素で保護層
１を０．５〜１０μ瓦、好ましくは３μｍの厚さに形成
した。

このようにして製造したザーマルヘッドで印画を行った
ところ、従来よりも速い発熱周期で駆動しても、高濃度
で鮮明な画質が得られた。また、第３図にように、ステ
ップ・ストレス・テスト（ＳＳＴ）で耐久性をテストし
たところ、本発明（曲線Ａ）では従来のもの（曲線Ｂ）
より高いパワーまで保護層１にクラックが入ることがな
く高い耐久性を示した。また、摩耗試験を行って摩耗母
を測定したところ、従来の五酸化タンタル膜と比べて２
分の１以下の摩耗伍であった。

以上のように、この実施例においては、保護層１の熱伝
導率が大きいため熱応答特性が優れており、かつ、耐熱
衝撃性が高くてクラックを生じにくいので、高速印画が
可能になる。

また、保護図１の硬度が高いので耐摩耗性に優れ、長寿
命化が可能であり、また従来程度の寿命を持たせる場合
は膜厚が薄くて済むため、熱応答性がさらに良くなり、
膜形成のコストも低減することができる。

また、発熱抵抗体２で発生した熱が保護層１を通して記
録媒体（感熱紙あるいはインクシート）へ効率良く伝わ
るために、熱効率が向上し、低いパワーで高濃度の印画
が得られる。

ざらに、従来の二酸化硅素と五酸化タンタルの二層から
成る保護層８は、スパッタリング法により形成されるた
め、膜形成の速度が遅く、保護層８の形成に相当長い時
間を要したが、この実施例ではプラズマＣＶＤ法または
反応性イオンブレーティング法で窒化硼素膜を形成する
ことにより、保護層１の形成時間を大幅に短縮すること
ができ、￥Ａ造ココスト低減することができる。

（発明の効果）以上説明してきたように、この発明によれば、保護層と
して窒化硼素を使用したため、熱応答性および耐熱衝撃
性を高めることができ、高速印画、高濃度印画が可能と
なる。

また、保￥！ｉ層の剛性を高めることができ、耐久性を
向上させることができる。ざらに、保護層の形成時間を
短縮することができ、コストを低減することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図（Ａ
）〜（Ｃ）は製造方法を説明するための各説明図、第３
図は印加パワーと抵抗変化率との関係を示すグラフ、第
４図は従来例を示す断面図である。１・・・保護層（窒化硼素）、２・・・発熱抵抗体、３・・・アルミナセラミクス基板、４・・・グレーズ層、５・・・電極、６・・・二酸化硅素層、７・・・五酸化タンタル層。

Claims

【特許請求の範囲】発熱抵抗体と、これに通電するための一対の電極と、該
抵抗体上に形成された保護層とからなるサーマルヘッド
に於いて、前記保護層として窒化硼素を使用したことを特徴とする
サーマルヘッド。