JP3395831B2 - Thermal head - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[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、ファックス、レコーダ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技術分
野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to various printers,
It belongs to the technical field of thermal heads for thermal recording used as recording means in plotters, fax machines, recorders and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】超音波診断画像の記録に、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。また、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い
て、医療診断のための画像記録への利用も検討されてい
る。2. Description of the Related Art For recording an ultrasonic diagnostic image, heat-sensitive recording using a heat-sensitive material comprising a film or the like as a support and a heat-sensitive recording layer is used. Further, the thermal recording has advantages that it does not require wet development processing and is easy to handle. Therefore, in recent years, not only small-sized image recording such as ultrasonic diagnosis but also CT diagnosis and MRI diagnosis are performed. In applications such as X-ray diagnosis where large and high-quality images are required, use for image recording for medical diagnosis is also under consideration.

【０００３】周知のように、感熱記録は、発熱素子が一
方向（主走査方向）に配列された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
向に相対的に移動しつつ、記録画像に応じて、各画素の
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加熱して画像記録を行う。As is well known, in thermal recording, a thermal head in which heating elements are arranged in one direction (main scanning direction) and a glaze is formed is used, and the glaze is slightly pressed against the heat-sensitive material. While moving relatively in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, energy is applied to the heating element of each pixel to generate heat in accordance with the recorded image, thereby heating the thermosensitive recording layer of the thermosensitive material to form an image. Make a record.

【０００４】サーマルヘッドのグレーズには、発熱素子
等を保護するため、その表面に保護膜が形成されてい
る。保護膜は、通常、窒化珪素等のセラミックで形成さ
れるが、保護膜の表面は、感熱記録時に加熱されて感熱
材料と摺接するため、記録を重ねるにしたがって摩耗し
て劣化し、保護機能が損なわれ、最終的には、画像記録
ができなくなる状態に陥る（ヘッド切れ）。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、高品質化および高画質
化を計るために、ポリエステルフィルム等の高剛性の支
持体を使用し、さらに、記録温度や、感熱材料へのサー
マルヘッドの押圧力を高く設定する方向にある。そのた
め、サーマルヘッドの保護膜にかかる負担が大きく、摩
耗や腐食が進行し易くなっている。A protective film is formed on the surface of the glaze of the thermal head in order to protect the heating elements and the like. The protective film is usually formed of a ceramic such as silicon nitride. Since the surface of the protective film is heated during thermal recording and comes into sliding contact with the thermal sensitive material, it wears and deteriorates as recording is repeated, and the protective function is deteriorated. Damaged, and eventually the image cannot be recorded (head cut). In particular, in applications requiring high-quality and high-quality multi-gradation images such as the aforementioned medical applications, in order to achieve high quality and high image quality, support for high rigidity such as polyester film is required. The body is used, and further, the recording temperature and the pressing force of the thermal head against the heat-sensitive material are set to be high. Therefore, the load on the protective film of the thermal head is large, and the wear and corrosion are likely to proceed.

【０００５】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、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、カーボン保護膜とする）が知られてい
る。例えば、特公昭６１−５３９５５号公報には、サー
マルヘッドの保護膜として、ビッカーズ硬度が４５００
kg／mm² 以上のカーボン保護膜を有するサーマルヘッド
が、また、特開平７−１３２６２８号公報には、シリコ
ン系化合物からなる下層保護膜と、その上層のカーボン
保護膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）との２層構成
の保護膜を有するサーマルヘッド、それぞれが開示され
ている。このようなカーボン保護膜は、ダイアモンドに
極めて近い特性を有するもので、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
接に対して、非常に優れた耐摩耗性や耐蝕性を発揮す
る。As a method of preventing abrasion of the protective film of such a thermal head and improving durability, many techniques for improving the performance of the protective film have been studied, and among them, excellent abrasion resistance and corrosion resistance are provided. As a protective film, a protective film containing carbon as a main component (hereinafter referred to as a carbon protective film) is known. For example, in Japanese Patent Publication No. 61-53955, a protective film for a thermal head has a Vickers hardness of 4500.
A thermal head having a carbon protective film of kg / mm ² or more is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-132628, in which a lower protective film made of a silicon compound and a carbon protective film (diamond-like carbon film) as an upper layer are formed. Each of the thermal heads having a two-layered protective film is disclosed. Such a carbon protective film has characteristics extremely close to those of diamond, has extremely high hardness, and is chemically stable. Therefore, it exhibits extremely excellent wear resistance and corrosion resistance against sliding contact with the heat-sensitive material.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーマルヘ
ッドを用いた感熱記録における問題点の一つとして、記
録時の騒音や画像の白飛び（スジ）が挙げられる。前述
のように、感熱記録では、サーマルヘッドと感熱材料と
を相対的に移動しつつ、発熱素子によって感熱材料を加
熱して画像記録を行うが、この記録の際に、感熱材料の
表面が熱で溶融して、サーマルヘッド（グレーズ）に貼
り付いた状態となってしまう。そのため、この貼り付き
と搬送とが繰り返し行われる、いわゆるスティッキング
（スティック−スリップ）が発生し、これに起因して記
録音が発生し、また画像に白飛びが発生する。本発明者
らの検討によれば、前述のカーボン保護膜は、通常の保
護膜と比べて、特にスティッキングが発生し易く、記録
音や画像に発生する白飛びが問題となる。By the way, one of the problems in thermal recording using a thermal head is noise during recording and white spots (streaks) in the image. As described above, in the heat-sensitive recording, the heat-sensitive material is heated by the heating element to perform image recording while the thermal head and the heat-sensitive material are moved relatively to each other. It melts and sticks to the thermal head (glaze). Therefore, so-called sticking (stick-slip) occurs in which the sticking and the conveyance are repeatedly performed, which causes a recording sound and a whiteout in the image. According to the studies made by the present inventors, the carbon protective film described above is more apt to cause sticking as compared with an ordinary protective film, and causes a problem of overexposure in recording sound and images.

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、炭素を主成分とする保護膜（カー
ボン保護膜）を有するサーマルヘッドであって、優れた
耐久性を有する上に、スティッキングが少なく、スティ
ッキングに起因する記録音や画像の白飛びを大幅に低減
できるサーマルヘッドを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is a thermal head having a protective film containing carbon as a main component (carbon protective film), which has excellent durability. Another object of the present invention is to provide a thermal head that has less sticking and can significantly reduce recording sound and whiteout of images due to sticking.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、感熱材料と摺接して感熱記録を行うサー
マルヘッドであって、発熱素子を保護する保護膜とし
て、炭素を主成分とするカーボン保護膜を含む少なくと
も１層の保護膜を前記発熱素子の上層に有するととも
に、前記カーボン保護膜の表面が前記保護膜の最表面と
なって感熱材料と摺接する面を成し、前記カーボン保護
膜の表面の少なくとも一部分に、一定方向に延在する複
数の溝が形成され、かつ、これらの複数の溝により前記
カーボン保護膜の表面のＲａ値が１nm〜５００nmに調整
されたことを特徴とするサーマルヘッドを提供する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a thermal head for performing thermal recording by sliding contact with a thermosensitive material, which comprises carbon as a main component as a protective film for protecting a heating element. at least one layer protective film comprising a carbon protective film with to have the upper layer of the heating element
To, form a heat-sensitive material and sliding contact surface the surface of the carbon protective film has become a top surface of the protective layer, the carbon protective
At least a portion of the surface of the membrane has a compound extending in one direction.
The thermal head is characterized in that a number of grooves are formed, and the Ra value on the surface of the carbon protective film is adjusted to 1 nm to 500 nm by the plurality of grooves .

【０００９】前記本発明のサーマルヘッドにおいて、前
記カーボン保護膜の表面のＲａ値が、前記保護膜を粗面
化処理することにより、２nm〜１００nmに調整されるの
が好ましい。また、前記保護膜は、前記カーボン保護膜
を最表層として複数層を有し、前記粗面化処理する層
が、前記カーボン保護膜の下層であるのも好ましい。ま
た、前記発熱素子は一方向に配列され、前記複数の溝が
前記発熱素子の配列方向に延在するのが好ましい。In the thermal head of the present invention, the Ra value of the surface of the carbon protective film is such that the surface of the protective film is rough.
By treatment of, not the preferred being adjusted to 2 nm to 100 nm. Further, the protective film is the carbon protective film.
Having a plurality of layers as the outermost layer, the layer to be roughened
However, it is also preferable that it is a lower layer of the carbon protective film. Further, it is preferable that the heating elements are arranged in one direction and the plurality of grooves extend in the arrangement direction of the heating elements.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明のサーマルヘッドに
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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The thermal head of the present invention will now be described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【００１１】図１に、本発明にかかるサーマルヘッドを
利用する感熱記録装置の一例の概略図が示される。図１
に示される感熱記録装置１０（以下、記録装置１０とす
る）は、例えばＢ４サイズのカットシートである感熱材
料（以下、感熱材料Ａとする）に感熱記録を行うもので
あり、感熱材料Ａが収容されたマガジン２４が装填され
る装填部１４、供給搬送部１６、サーマルヘッド６６に
よって感熱材料Ａに感熱記録を行う記録部２０、および
排出部２２を有して構成される。なお、感熱材料Ａは、
透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム
等を支持体として、その一面に感熱記録層を形成してな
る、通常の感熱材料であるが、スティッキングの低減等
の点で、潤滑剤を含有する感熱材料Ａが好適に利用され
る。FIG. 1 shows a schematic view of an example of a thermal recording apparatus using a thermal head according to the present invention. Figure 1
The thermosensitive recording apparatus 10 (hereinafter referred to as recording apparatus 10) shown in FIG. 1 performs thermosensitive recording on a thermosensitive material (hereinafter referred to as thermosensitive material A) which is a B4 size cut sheet, for example. It is configured to have a loading unit 14 in which the accommodated magazine 24 is loaded, a supply / transport unit 16, a recording unit 20 for performing thermal recording on the thermal material A by the thermal head 66, and an ejection unit 22. The heat sensitive material A is
The heat-sensitive material A is a normal heat-sensitive material in which a heat-sensitive recording layer is formed on one surface of a transparent polyethylene terephthalate (PET) film or the like as a support, but a heat-sensitive material A containing a lubricant from the viewpoint of reducing sticking. Is preferably used.

【００１２】なお、感熱材料Ａに含有される潤滑剤とし
ては、顔料、金属石鹸、ワックス等が例示される。具体
的には、顔料としては、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、酸化チタン、リトポン、タルク、蝋石、カ
オリン、水酸化アルミニウム、非晶質シリカ、スチレン
樹脂、ホルマリン縮合物、フッ化エチレン樹脂、尿素樹
脂等が；金属石鹸としては、ステアリン酸カルシウム、
ステアリン酸アルミニウム等の高級脂肪酸金属塩のエマ
ルジョン等が； ワックスとしては、ステアリン酸、パ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カ
ルナバワックス、メチロールステアロアミド、ポリエチ
レンワックス、シリコーンなどのエマルジョン等が；
それぞれ例示される。Examples of the lubricant contained in the heat-sensitive material A include pigments, metal soaps and waxes. Specifically, as the pigment, zinc oxide, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, lithopone, talc, rouxite, kaolin, aluminum hydroxide, amorphous silica, styrene resin, formalin condensate, fluorinated ethylene resin, Urea resin etc .; as metal soap, calcium stearate,
Emulsion of higher fatty acid metal salt such as aluminum stearate; As wax, emulsion such as stearic acid, paraffin wax, microcrystalline wax, carnauba wax, methylol stearamide, polyethylene wax, silicone, etc .;
Each is illustrated.

【００１３】マガジン２４は、開閉自在な蓋体２６を有
する筐体であり、感熱材料Ａを収納して記録装置１０の
装填部１４に装填される。装填部１４は、記録装置１０
のハウジング２８に形成された挿入口３０、案内板３２
および案内ロール３４，３４、停止部材３６を有してい
る。マガジン２４は、挿入口３０から記録装置１０内に
挿入され、案内板３２、案内ロール３４および停止部材
３６の作用によって記録装置１０の所定位置に装填され
る。The magazine 24 is a casing having a lid 26 that can be opened and closed, and accommodates the thermosensitive material A and is loaded into the loading section 14 of the recording apparatus 10. The loading unit 14 is the recording device 10
Insertion port 30 and guide plate 32 formed in the housing 28 of the
It also has guide rolls 34, 34 and a stop member 36. The magazine 24 is inserted into the recording device 10 through the insertion opening 30 and loaded into a predetermined position of the recording device 10 by the action of the guide plate 32, the guide roll 34, and the stop member 36.

【００１４】供給搬送手段１６は、装填部１４に装填さ
れたマガジン２４から感熱材料Ａを１枚取り出して、記
録部２０に搬送するものであり、吸盤４０を用いる枚葉
機構、搬送手段４２、搬送ガイド４４、および規制ロー
ラ対５２を有する。搬送手段４２は、搬送ローラ４６
と、この搬送ローラ４６と同軸のプーリを含む３つのプ
ーリ４７と、プーリに張架されるエンドレスベルト４８
と、搬送ローラ４６と対を成すニップローラ５０とを有
して構成され、吸盤４０によって枚葉された感熱材料Ａ
の先端を搬送ローラ４６とニップローラ５０とによって
挟持して、感熱材料Ａを搬送する。感熱材料Ａは、搬送
ガイド４４によって案内されつつ搬送手段４２によって
規制ローラ対５２に搬送され、規制ローラ対５２で先端
位置決めされて、サーマルヘッド６６の温度確認後に、
記録部２０に搬送される。The feeding / conveying means 16 takes out one sheet of the heat-sensitive material A from the magazine 24 loaded in the loading section 14 and conveys it to the recording section 20. The sheet feeding mechanism using the suction cup 40, the conveying means 42, It has a conveyance guide 44 and a regulation roller pair 52. The transport means 42 includes a transport roller 46.
And three pulleys 47 including a pulley coaxial with the conveying roller 46, and an endless belt 48 stretched around the pulleys.
And a nip roller 50 forming a pair with the conveying roller 46, and the heat-sensitive material A separated by the suction cup 40.
The heat sensitive material A is conveyed by nipping the leading end of the sheet between the conveying roller 46 and the nip roller 50. The heat-sensitive material A is conveyed by the conveying means 42 to the regulation roller pair 52 while being guided by the conveyance guide 44, and the leading end of the heat-sensitive material A is positioned by the regulation roller pair 52. After confirming the temperature of the thermal head 66,
It is conveyed to the recording unit 20.

【００１５】記録部２０は、サーマルヘッド６６、プラ
テンローラ６０、クリーニングローラ対５６、ガイド５
８、サーマルヘッド６６を冷却するヒートシンク６７、
冷却ファン７６およびガイド６２を有する。サーマルヘ
ッド６６は、例えば、最大Ｂ４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、保護膜に特徴を有する以外は、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
図１および図２において紙面と垂直方向 図３矢印ｘ方
向）に配列されるグレーズが形成された公知の構成を有
するもので、支持部材６８に支持されている。なお、本
発明のサーマルヘッド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無いが、幅は
５cm〜５０cm、解像度は６dot/mm（約１５０ｄｐｉ）以
上、記録階調は２５６階調以上であるのが好ましい。The recording unit 20 includes a thermal head 66, a platen roller 60, a cleaning roller pair 56, and a guide 5.
8. A heat sink 67 for cooling the thermal head 66,
It has a cooling fan 76 and a guide 62. The thermal head 66 performs thermal recording with a recording (pixel) density of about 300 dpi capable of recording an image up to B4 size, for example. The heating element that performs
It has a known structure in which glazes are arranged in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIGS. 1 and 2 (arrow x direction in FIG. 3), and is supported by a supporting member 68. The width (main scanning direction), resolution (recording density), recording gradation and the like of the thermal head 66 of the present invention are not particularly limited, but the width is 5 cm to 50 cm and the resolution is 6 dot / mm (about 150 dpi) or more. The recording gradation is preferably 256 gradations or more.

【００１６】プラテンローラ６０は、感熱材料Ａを所定
位置に保持しつつ所定の画像記録速度で図中の矢印方向
に回転し、主走査方向と直交する副走査方向（図２中の
矢印ｙ方向）に感熱材料Ａを搬送する。クリーニングロ
ーラ対５６は、図中上側に弾性体である粘着ゴムローラ
を有し、感熱材料Ａの感熱記録層に付着したゴミ等を除
去して、グレーズへのゴミの付着や、ゴミが画像記録に
悪影響を与えることを防止する。The platen roller 60 rotates in the arrow direction in the figure at a predetermined image recording speed while holding the heat-sensitive material A in a predetermined position, and in the sub-scanning direction (the arrow y direction in FIG. 2) orthogonal to the main scanning direction. ), The heat sensitive material A is conveyed. The cleaning roller pair 56 has an adhesive rubber roller which is an elastic body on the upper side in the figure, and removes dust and the like adhering to the heat-sensitive recording layer of the heat-sensitive material A to attach dust to the glaze and the dust to image recording. Prevent adverse effects.

【００１７】このような記録装置１０においては、マガ
ジン２４から感熱材料Ａを１枚引き出し、記録部２０ま
で感熱材料Ａを搬送して、サーマルヘッド６６のグレー
ズを感熱材料Ａに押圧しつつ、副走査方向に感熱材料Ａ
を搬送して、記録画像（画像データ）に応じて、サーマ
ルヘッド６６のグレーズに形成された各発熱素子を発熱
することにより、感熱材料Ａに感熱記録を行う。なお、
グレーズの押圧力は、１００g/cm² 〜１０００g/cm² と
すればよい。画像を記録された感熱材料Ａは、ガイド６
２に案内されつつ、プラテンローラ６０と搬送ローラ対
６３に搬送され、排出部２２のトレイ７２に排出され
る。In such a recording apparatus 10, one thermosensitive material A is drawn out from the magazine 24, the thermosensitive material A is conveyed to the recording section 20, and the glaze of the thermal head 66 is pressed against the thermosensitive material A while the sub-sensitive material A Heat sensitive material A in the scanning direction
The heat sensitive material A is conveyed to heat the heat generating elements formed in the glaze of the thermal head 66 in accordance with the recorded image (image data), thereby performing heat sensitive recording on the heat sensitive material A. In addition,
The pressing force of the glaze may be the ^{100g / cm 2 ~1000g / cm 2} . The heat-sensitive material A on which the image is recorded is the guide 6
While being guided by 2, the sheet is conveyed to the platen roller 60 and the pair of conveying rollers 63, and is discharged to the tray 72 of the discharging section 22.

【００１８】図２に、サーマルヘッド６６のグレーズの
概略断面図を示す。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２中では下となる）に形成されるグレーズ層
（蓄熱層）８２と、その上に形成される発熱（抵抗）体
８４と、その上に形成される電極８６と、その上に形成
される、発熱体８４および電極８６からなる発熱素子等
を護するための保護膜とを有して構成される。図示例の
サーマルヘッド６６のグレーズの保護膜は、発熱体８４
および電極８６を覆って形成される下層保護膜８８と、
下層保護膜８８の上に形成される中間層保護膜９０（以
下、中間層９０とする）と、中間層９０の上に形成され
る炭素を主成分とする保護膜すなわちカーボン保護膜９
２（ＤＬＣ保護膜＝Diamond Like Carbon 保護膜）とか
らなる３層構成を有する。FIG. 2 shows a schematic sectional view of the glaze of the thermal head 66. Glaze, on a substrate 80 (thermal head 66 in the illustrated example, because it is pressed from the top to the thermal material A, the bottom in FIG. 2) and the glaze layer (thermal storage layer) 82 formed on its A heat generating (resistive) body 84 formed above, an electrode 86 formed thereon, and a protective film formed thereon for protecting a heat generating element including the heat generating body 84 and the electrode 86 and the like. Configured to have. The glaze protective film of the thermal head 66 in the illustrated example is a heating element 84.
And a lower protective film 88 formed to cover the electrode 86,
An intermediate layer protective film 90 (hereinafter referred to as an intermediate layer 90) formed on the lower layer protective film 88, and a carbon-based protective film formed on the intermediate layer 90, that is, a carbon protective film 9
2 (DLC protective film = Diamond Like Carbon protective film).

【００１９】本発明のサーマルヘッド６６は、保護膜以
外は、基本的に公知のサーマルヘッドと同様の構成を有
する。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、発熱体８４としてはニクロム
（Ni-Cr)、タンタル、窒化タンタル等の発熱抵抗体が、
電極８６としてはアルミニウム、銅等の導電性材料が、
各種利用可能である。なお、グレーズ（発熱素子）に
は、真空蒸着、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 、
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。The thermal head 66 of the present invention has basically the same structure as a known thermal head except for the protective film. Therefore, the layer structure other than that and the material of each layer are not particularly limited, and various known materials can be used. Specifically, the substrate 80 is made of heat-resistant glass or an electrically insulating material such as ceramics such as alumina, silica, magnesia, the glaze layer 82 is made of heat-resistant glass or a heat-resistant resin such as polyimide resin, and the heating element 84 is used. Is a heating resistor such as Nichrome (Ni-Cr), tantalum, tantalum nitride,
A conductive material such as aluminum or copper is used as the electrode 86.
Various types can be used. The glaze (heating element) includes vacuum deposition, CVD (Chemical Vapor Deposition),
A thin film type heating element formed by using a so-called thin film forming technology such as sputtering and a photo-etching method, and a thick film type heating element formed by using a so-called thick film forming technology and printing such as screen printing and firing. However, the thermal head 66 used in the present invention may be formed by any method.

【００２０】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
りうる耐熱性、耐蝕性および耐摩耗性を有する材料であ
れば、公知の材料が各種利用可能であり、好ましくは、
各種のセラミックス材料が例示される。具体的には、窒
化珪素(Si₃N₄) 、炭化珪素(SiC) 、酸化タンタル(Ta
₂O₅) 、酸化アルミニウム(Al₂O₃) 、サイアロン(SiAlO
N)、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、機械的摩耗や化学的摩
耗に対する耐摩耗性等の点で、窒化物、炭化物が好まし
く、窒化珪素、炭化珪素、サイアロン等が好適に利用さ
れる。また、下層保護膜８８には、物性調整のため、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。As the lower protective film 88 formed on the thermal head 66 of the present invention, various known materials can be used as long as they have heat resistance, corrosion resistance and abrasion resistance that can be used as a protective film for the thermal head. And preferably,
Various ceramic materials are exemplified. Specifically, silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), silicon carbide (SiC), tantalum oxide (Ta
₂ O ₅ ), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), sialon (SiAlO
N), silicon oxide (SiO ₂ ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), selenium oxide (SeO), titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), titanium carbonitride (TiCN), chromium nitride ( CrN)
, And mixtures thereof are exemplified. Among them, nitrides and carbides are preferable, and silicon nitride, silicon carbide, sialon and the like are preferably used, from the viewpoints of film formation easiness, manufacturing cost, abrasion resistance against mechanical abrasion and chemical abrasion. Further, the lower protective film 88 may contain a trace amount of additives such as metal for adjusting the physical properties. Lower protective film 88
There is no particular limitation on the method of forming the film, and the known ceramic film (layer) can be formed by using the above-described thick film forming technique or thin film forming technique.
It is formed by the method of forming.

【００２１】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〜２０μｍ程度、より好まし
くは２μｍ〜１５μｍ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。The thickness of the lower protective film 88 is not particularly limited, but is preferably about 0.5 μm to 20 μm, more preferably about 2 μm to 15 μm. By setting the thickness of the lower protective film 88 within the above range, preferable results are obtained in that the wear resistance and the thermal conductivity (that is, recording sensitivity) can be favorably balanced. Further, the lower protective film 88 may have a multi-layered structure. When the lower protective film 88 has a multi-layered structure, it may have a multi-layered structure using different materials, or may have a multi-layered structure having the same material and layers having different densities, or both. It may be one.

【００２２】図示例のサーマルヘッド６６は、好ましい
態様として、このような下層保護膜８８の上に中間層９
０を形成し、その上にカーボン保護膜９２を有する３層
構成の保護膜を有する。前述のように、カーボン保護膜
９２は化学的に非常に安定であるため、下層保護膜８８
の上層にカーボン保護膜９２を有することにより、下層
保護膜８８、発熱体８４、電極８６等の化学腐食を有効
に防止し、サーマルヘッドの寿命を長くすることができ
るが、さらに、この中間層９０を有することにより、下
層保護膜８８とカーボン保護膜９２の密着性、衝撃吸収
性等を向上し、より、耐久性や長期信頼性に優れた、長
寿命のサーマルヘッドを実現できる。As a preferred embodiment, the thermal head 66 of the illustrated example has the intermediate layer 9 on the lower protective film 88.
0 is formed, and a protective film having a three-layer structure having a carbon protective film 92 thereon is provided. As described above, since the carbon protective film 92 is chemically very stable, the lower protective film 88 is formed.
By providing the carbon protective film 92 on the upper layer, it is possible to effectively prevent chemical corrosion of the lower protective film 88, the heating element 84, the electrode 86, etc., and prolong the life of the thermal head. By having 90, the adhesion between the lower protective film 88 and the carbon protective film 92, the shock absorbing property, etc. are improved, and it is possible to realize a long-life thermal head having excellent durability and long-term reliability.

【００２３】サーマルヘッド６６に形成される中間層９
０としては、周期表４Ａ族（４族＝チタン族）の金属、
同５Ａ族（５族＝バナジウム族）の金属、同６Ａ族（６
族＝クロム族）の金属、Ｓｉ（珪素）およびＧｅ（ゲル
マニウム）からなる群より選択される少なくとも１種を
主成分とするのが、上層であるカーボン保護膜９２およ
び下層である下層保護膜８８との密着性、ひいてはカー
ボン保護膜９２の耐久性の点から好ましい。具体的に
は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）、
Ｍｏ（モリブデン）およびこれらの混合物等が好適に例
示される。中でも特に、カーボンとの結合性等の点で、
Ｓｉ、Ｍｏが好ましく、最も好ましくはＳｉである。Intermediate layer 9 formed on the thermal head 66
0 is a metal of Group 4A of the periodic table (Group 4 = titanium group),
Metals of the same group 5A (group 5 = vanadium), groups 6A (6
The upper layer of the carbon protective film 92 and the lower layer of the lower protective film 88 are mainly composed of at least one selected from the group consisting of Si (silicon) and Ge (germanium). It is preferable from the standpoint of adhesion to the carbon protective film 92, and hence durability of the carbon protective film 92. Specifically, Si, Ge, Ti (titanium), Ta (tantalum),
Mo (molybdenum) and a mixture thereof are preferably exemplified. Among them, especially in terms of carbon bondability,
Si and Mo are preferable, and Si is most preferable.

【００２４】中間層９０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、中
間層９０の形成材料に応じた公知の成膜方法で形成すれ
ばよいが、好ましい一例として、スパッタリングが例示
され、また、プラズマＣＶＤも好適に利用可能である。
また、中間層９０は多層構成としてもよい。中間層９０
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。The method of forming the intermediate layer 90 is not particularly limited, and it may be formed by a known film forming method according to the forming material of the intermediate layer 90 using the above-mentioned thick film forming technique or thin film forming technique. However, as a preferable example, sputtering is exemplified, and plasma CVD can also be suitably used.
The intermediate layer 90 may have a multi-layer structure. Middle layer 90
When using a multi-layer structure, different materials may be used to form a multi-layer structure, or a multi-layer structure having the same material and layers having different densities or the like may be used. Good.

【００２５】ここで、中間層９０の形成に先立って、ラ
ッピングやエッチング等による処理を行い、下層保護膜
８８の表面を適度に荒らしておいてもよい。これによ
り、下層保護膜８８と中間層９０との間、ならびに中間
層９０とカーボン保護膜９２との間における密着力を向
上でき、サーマルヘッドの耐久性を向上できる。この際
における下層保護膜８８の表面粗度には特に限定はない
が、Ｒａ値で０．００２μｍ〜０．５μｍが好適であ
る。Here, prior to the formation of the intermediate layer 90, a process such as lapping or etching may be performed to appropriately roughen the surface of the lower protective film 88. Accordingly, the adhesion between the lower protective film 88 and the intermediate layer 90 and between the intermediate layer 90 and the carbon protective film 92 can be improved, and the durability of the thermal head can be improved. At this time, the surface roughness of the lower protective film 88 is not particularly limited, but the Ra value is preferably 0.002 μm to 0.5 μm.

【００２６】図示例のサーマルヘッド６６において、炭
素を主成分とするカーボン保護膜９２は、この中間層９
０の上に形成される。カーボン保護膜９２は化学的に非
常に安定であるため、下層保護膜８８の化学腐食を有効
に防止し、サーマルヘッドの耐久性向上に好適であるの
は前述の通りである。なお、本発明において、炭素を主
成分とするカーボン保護膜９２とは、５０ａｔｍ％超の
炭素を含有するカーボン膜で、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膜のことである。本発明
のサーマルヘッドにおいて、カーボン保護膜９２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、Ｓｉ、およびＴｉ等が好適に例示される。添加成分
が水素、窒素およびフッ素である場合には、カーボン保
護膜９２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ＳｉおよびＴｉである場合に
は、カーボン保護膜９２中のこれらの含有量が２０ａｔ
ｍ％以下であるのが好ましい。In the thermal head 66 of the illustrated example, the carbon protective film 92 whose main component is carbon is the intermediate layer 9
Formed on top of 0. As described above, since the carbon protective film 92 is chemically very stable, it effectively prevents chemical corrosion of the lower protective film 88 and improves the durability of the thermal head. In the present invention, the carbon protective film 92 containing carbon as a main component is a carbon film containing more than 50 atm% of carbon, and preferably a carbon film containing carbon and inevitable impurities. In the thermal head of the present invention, hydrogen, nitrogen, fluorine, Si, Ti and the like are preferably exemplified as the additive components other than carbon forming the carbon protective film 92. When the additive components are hydrogen, nitrogen and fluorine, the content of these in the carbon protective film 92 is preferably less than 50 atm%, and when the additive components are Si and Ti, the carbon protective film 92. The content of these in 20at
It is preferably m% or less.

【００２７】このようなカーボン保護膜９２の成膜方法
には特に限定はなく、カーボン保護膜９２の組成に応じ
た、公知の成膜方法がすべて利用可能であるが、好まし
い方法として、スパッタリング、特にマグネトロンスパ
ッタリングや、ＣＶＤ、特にプラズマＣＶＤが好適に例
示される。The method of forming the carbon protective film 92 is not particularly limited, and any known film forming method can be used depending on the composition of the carbon protective film 92. Particularly, magnetron sputtering and CVD, especially plasma CVD, are preferably exemplified.

【００２８】ここで、本発明のサーマルヘッド６６にお
いては、カーボン保護膜９２は、その表面のＲａ値が１
nm〜５００nm、好ましくは２nm〜１００nmであり、ま
た、このＲａ値は、主に、カーボン保護膜９２の表面の
少なくとも一部、特に、少なくとも発熱体８４の発熱領
域（電極８６の間）に対応する領域には全部に形成され
る、一定方向に延在する複数の溝に起因するのが好まし
い。本発明のサーマルヘッド６６においては、カーボン
保護膜９２がこのようなＲａ値（表面荒さ）を有するこ
とにより、前述のスティッキングを低減して、スティッ
キングに起因する記録音や画像の白飛びを大幅に低減で
きる。In the thermal head 66 of the present invention, the carbon protective film 92 has a surface Ra value of 1.
nm to 500 nm, preferably 2 nm to 100 nm, and this Ra value mainly corresponds to at least a part of the surface of the carbon protective film 92, and particularly to at least the heat generating region of the heat generating element 84 (between the electrodes 86). It is preferable that a plurality of grooves extending in a certain direction are formed in the entire region to extend. In the thermal head 66 of the present invention, the carbon protective film 92 has such an Ra value (surface roughness), so that the above-mentioned sticking is reduced, and the recording sound and the whiteout of the image caused by the sticking are significantly reduced. It can be reduced.

【００２９】なお、本発明において、Ｒａ値は、中心線
平均荒さであり、カーボン保護膜９２の表面形状を２次
元的に測定して得た荒さ曲線から、その中心線の方向に
測定長さｌの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心
線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸として、粗さ曲線をｙ＝
ｆ（ｘ）で表したときに、下記式（１）で算出される値
である。In the present invention, the Ra value is the center line average roughness, and from the roughness curve obtained by two-dimensionally measuring the surface shape of the carbon protective film 92, the measurement length is measured in the direction of the center line. The portion of l is extracted, the center line of the extracted portion is the X axis, the direction of the vertical magnification is the Y axis, and the roughness curve is y =
It is a value calculated by the following formula (1) when expressed by f (x).

【数１】 [Equation 1]

【００３０】図３に、サーマルヘッド６６の表面を概念
的に示す。前述のように、サーマルヘッド６６のグレー
ズは、発熱体８４と電極８６等とからなる発熱素子９４
が一方向（主走査方向＝矢印ｘ方向）が配列されて形成
されており、本発明のサーマルヘッド６６においては、
最表面（図３紙面手前側）にはカーボン保護膜９２が形
成されている。図３に示される例においては、発熱体８
４の発熱領域に対応するカーボン保護膜９２に、主走査
方向に延在する溝９６が複数形成されている。FIG. 3 conceptually shows the surface of the thermal head 66. As described above, the glaze of the thermal head 66 is caused by the heating element 94 including the heating element 84 and the electrodes 86.
Are formed by arranging in one direction (main scanning direction = arrow x direction). In the thermal head 66 of the present invention,
A carbon protective film 92 is formed on the outermost surface (the front side of the plane of FIG. 3). In the example shown in FIG. 3, the heating element 8
A plurality of grooves 96 extending in the main scanning direction are formed in the carbon protective film 92 corresponding to the heat generating regions of No. 4.

【００３１】サーマルヘッド６６においては、カーボン
保護膜９２の表面にこのような溝を有することにより、
カーボン保護膜９２による優れた耐摩耗性等に耐久性に
加え、前述のスティッキングを大幅に低減して、これに
起因する記録音や白飛びを大幅に低減することができ
る。この溝９６を有することによって、スティッキング
が改良できる理由は定かではないが、溝９６が潤滑剤を
含有する感熱材料Ａの場合には、溝９６が潤滑剤をトラ
ップして、表面滑性を向上することも一因として考えら
れる。In the thermal head 66, by providing such a groove on the surface of the carbon protective film 92,
In addition to excellent wear resistance and durability due to the carbon protective film 92, it is possible to significantly reduce the above-mentioned sticking, and to significantly reduce recording sound and blown-out highlights resulting from this. Although it is not clear why sticking can be improved by having the groove 96, when the groove 96 is the heat-sensitive material A containing a lubricant, the groove 96 traps the lubricant and improves surface lubricity. Doing so is also considered to be one factor.

【００３２】本発明のサーマルヘッド６６において、溝
の延在方向は図示例のような主走査方向に限定はされ
ず、副走査方向、主走査方向と副走査方向の両方（すな
わち、格子状の溝）、主走査あるいは副走査方向に対し
て斜め方向、同斜め方向に格子状の溝等、一定方向に延
在する溝であればよい。なお、本発明者らの検討によれ
ば、図示例のような主走査方向に延在する溝を形成した
場合に、特に良好なスティッキング低減効果が得られる
ので、本発明のサーマルヘッドにおいては、少なくとも
主走査方向に延在する溝を有するのが好ましく、主走査
方向に延在する溝のみが最も好ましい。また、前記Ｒａ
値を有するものであれば、カーボン保護膜９２に形成す
る溝の幅、深さ、数（密度）等には特に限定はなく、ま
た、各溝で幅や深さが異なってもよい。In the thermal head 66 of the present invention, the extending direction of the groove is not limited to the main scanning direction as shown in the illustrated example, but the sub scanning direction, both the main scanning direction and the sub scanning direction (that is, the grid-like shape). Groove), an oblique direction with respect to the main scanning direction or the sub-scanning direction, a grid-like groove extending in the same oblique direction, or the like as long as it extends in a certain direction. According to the study by the present inventors, when a groove extending in the main scanning direction as in the illustrated example is formed, a particularly good sticking reduction effect can be obtained. Therefore, in the thermal head of the present invention, It is preferable to have at least a groove extending in the main scanning direction, and most preferably only a groove extending in the main scanning direction. In addition, the Ra
The width, depth, number (density), etc. of the grooves formed in the carbon protective film 92 are not particularly limited as long as they have a value, and the width and depth may be different in each groove.

【００３３】このような溝９６を有するカーボン保護膜
９２の形成方法には特に限定はないが、好ましい方法と
して、下記の方法が例示される。まず、カーボン保護膜
を成膜した後に、その表面を溝の形成方向にラッピング
処理する方法が例示される。ここで、カーボン保護膜は
非常に硬質であるので、処理を効率的に行うためには、
カーボン保護膜を加熱しながらラッピング処理を行うの
が好ましい。なお、加熱は、ヒータを用いてもよく、あ
るいは、サーマルヘッドの発熱素子を発熱して行っても
よい。また、効率よく溝を形成するためには、グライン
ダ等を用いた高速研磨処理を利用するのが好ましい。ま
た、別の好適な方法として、カーボン保護膜９２の下
層、すなわち、図示例においては、下層保護膜８８およ
び／または中間層９０の表面を、溝の形成方向にラッピ
ング処理して、その表面に溝を形成し、その後、カーボ
ン保護膜９２を成膜することにより、溝９６を有するカ
ーボン保護膜９２を作成する方法が例示される。さら
に、溝の形成部分をマスキングして、カーボン保護膜９
２を成膜する方法も好適に利用できる。The method of forming the carbon protective film 92 having such a groove 96 is not particularly limited, but the following method is exemplified as a preferable method. First, a method of forming a carbon protective film and then lapping the surface thereof in the groove forming direction is exemplified. Here, since the carbon protective film is extremely hard, in order to perform the treatment efficiently,
It is preferable to perform the lapping treatment while heating the carbon protective film. The heating may be performed by using a heater, or may be performed by heating a heating element of the thermal head. Further, in order to efficiently form the groove, it is preferable to use a high speed polishing process using a grinder or the like. As another preferable method, the surface of the lower layer of the carbon protective film 92, that is, the surface of the lower protective film 88 and / or the intermediate layer 90 in the illustrated example, is lapped in the groove forming direction to form a surface on the surface. An example is a method of forming the groove and then forming the carbon protective film 92 to form the carbon protective film 92 having the groove 96. Further, the carbon protective film 9 is masked at the portion where the groove is formed.
The method of forming a film of 2 can also be suitably used.

【００３４】なお、本発明のサーマルヘッドは、このよ
うな一方向に延在する溝を有するものに限定はされず、
カーボン保護膜の表面のＲａ値が１nm〜５００nm、好ま
しくは、２nm〜１００nmであればよい。このようなカー
ボン保護膜の形成方法には特に限定はなく、各種の方法
が利用可能である。例えば、カーボン保護膜を成膜した
後、その表面にエッチング処理やラッピング処理等の公
知の粗面化処理を施して、表面のＲａ値が１nm〜５００
nmのカーボン保護膜を得る方法が例示される。なお、カ
ーボン保護膜の表面をラッピング処理等で機械的に粗面
化する際には、先と同様の理由で、カーボン保護膜を加
熱するのが好ましく、また、高速研磨処理を行うのが好
ましい。また、下層保護膜８８および／または中間層９
０の表面を、エッチング処理やラッピング処理によって
粗面化して、その後、カーボン保護膜を成膜することに
より、表面のＲａ値が１nm〜５００nmのカーボン保護膜
を作成する方法も好適に利用可能である。The thermal head of the present invention is not limited to one having such a groove extending in one direction.
The Ra value on the surface of the carbon protective film may be 1 nm to 500 nm, preferably 2 nm to 100 nm. The method for forming such a carbon protective film is not particularly limited, and various methods can be used. For example, after forming a carbon protective film, the surface of the carbon protective film is subjected to a known roughening treatment such as etching treatment or lapping treatment so that the Ra value of the surface is 1 nm to 500 nm.
A method for obtaining a carbon protective film of nm is exemplified. When the surface of the carbon protective film is mechanically roughened by lapping or the like, it is preferable to heat the carbon protective film for the same reason as above, and it is preferable to perform high-speed polishing treatment. . In addition, the lower protective film 88 and / or the intermediate layer 9
A method of forming a carbon protective film having a surface Ra value of 1 nm to 500 nm by roughening the surface of No. 0 by etching treatment or lapping treatment and then forming a carbon protective film can also be suitably used. is there.

【００３５】カーボン保護膜９２の硬度には特に限定は
なく、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。例えば、ビッカーズ硬度で３０００kg/mm²〜
５０００kg/mm²が好適に例示される。また、この硬度
は、カーボン保護膜９２の厚さ方向に対して、一定とし
ても、あるいは変化させてもよく、硬度をカーボン保護
膜９２の厚さ方向に変化させる場合には、この硬度の変
化は連続的であっても段階的であってもよい。The hardness of the carbon protective film 92 is not particularly limited as long as it has sufficient hardness as a protective film for the thermal head. For example, Vickers hardness is 3000 kg / mm ² ~
A suitable example is 5000 kg / mm ² . Further, the hardness may be constant or changed in the thickness direction of the carbon protective film 92. When the hardness is changed in the thickness direction of the carbon protective film 92, the change in hardness is caused. May be continuous or stepwise.

【００３６】また、カーボン保護膜９２は、５０℃〜４
００℃程度、特に、サーマルヘッド６６の使用温度に加
熱しながら形成してもよい。これにより、カーボン保護
膜９２と中間層９０ひいては下層保護膜８８との密着性
をさらに向上でき、ヒートショックや感熱記録中の異物
混入による機械的衝撃による割れや剥離、ならびに高パ
ワー記録によるカーボン膜の変質や消失に対する、より
一層優れた耐久性を得ることができる。なお、加熱は、
ヒータ等の加熱手段を用いる方法や、サーマルヘッド６
６に通電する方法で行えばよい。The carbon protective film 92 has a temperature of 50 ° C. to 4 ° C.
It may be formed while being heated to about 00 ° C., particularly to the operating temperature of the thermal head 66. As a result, the adhesion between the carbon protective film 92 and the intermediate layer 90 and by extension the lower protective film 88 can be further improved, and cracking or peeling due to mechanical shock due to heat shock or foreign matter mixing during thermal recording, and carbon film due to high power recording. It is possible to obtain even more excellent durability against deterioration and disappearance of. The heating is
A method using a heating means such as a heater, or a thermal head 6
The method of energizing 6 may be used.

【００３７】３層構成の保護膜を有するサーマルヘッド
６６において、中間層９０およびカーボン保護膜９２の
厚さには特に限定はないが、好ましくは、中間層９０は
０．０５μｍ〜２μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜１
μｍであり、カーボン保護膜９２は０．５μｍ〜５μ
ｍ、より好ましくは１μｍ〜３μｍである。中間層９０
がカーボン保護膜９２に対して厚すぎると、中間層９０
の割れ、剥離が生じる場合があり、逆に、中間層９０が
薄すぎると、中間層としての機能を十分に発揮できなく
なってしまう。これに対し、中間層９０およびカーボン
保護膜９２の厚さを上記範囲内とすることにより、中間
層９０の有する下層への密着力および衝撃吸収力、カー
ボン保護膜９２の有する耐久性等の機能を、安定して、
バランス良く実現できる。In the thermal head 66 having a three-layered protective film, the thickness of the intermediate layer 90 and the carbon protective film 92 is not particularly limited, but the intermediate layer 90 is preferably 0.05 μm to 2 μm, and more preferably. Is 0.1 μm to 1
and the carbon protective film 92 has a thickness of 0.5 μm to 5 μm.
m, more preferably 1 μm to 3 μm. Middle layer 90
Is too thick with respect to the carbon protective film 92, the intermediate layer 90
However, if the intermediate layer 90 is too thin, the function as the intermediate layer cannot be fully exerted. On the other hand, by setting the thicknesses of the intermediate layer 90 and the carbon protective film 92 within the above ranges, functions such as adhesion and impact absorption to the lower layer of the intermediate layer 90, durability of the carbon protective film 92, and the like. Stable,
Achieved in good balance.

【００３８】なお、本発明のサーマルヘッドに形成され
る保護膜は、このような３層構成に限定はされず、カー
ボン保護膜９２を有し、かつその表面に一定方向に延在
する溝が形成されたもの、あるいはその表面が所定のＲ
ａ値を有するものであれば、各種の構成が利用可能であ
る。例えば、中間層９０を有さず、下層保護膜８８の上
にカーボン保護膜９２を形成した２層構成の保護膜であ
ってもよく、あるいは、中間層９０も下層保護膜８８も
有さず、発熱体８４および電極８６の上に、直接、カー
ボン保護膜９２を形成した１層構成の保護膜でもよい。The protective film formed on the thermal head of the present invention is not limited to such a three-layer structure, and has a carbon protective film 92 and has a groove extending in a certain direction on the surface thereof. The formed one or its surface has a predetermined R
Various configurations can be used as long as they have an a value. For example, a protective film having a two-layer structure in which the carbon protective film 92 is formed on the lower protective film 88 without the intermediate layer 90 may be used, or neither the intermediate layer 90 nor the lower protective film 88 is provided. A single-layer protective film in which the carbon protective film 92 is directly formed on the heating element 84 and the electrode 86 may be used.

【００３９】保護膜が中間層９０を有さない２層構成の
場合には、下層保護膜８８の厚さは０．５μｍ〜５０μ
ｍ、特に、２μｍ〜２０μｍが好ましく、カーボン保護
膜９２の厚さは０．１μｍ〜５μｍ、特に、１μｍ〜３
μｍが好ましい。さらに、保護膜が下層保護膜８８も中
間層９０も有さない１層構成の場合には、カーボン保護
膜９２の厚さは１μｍ〜２０μｍ、特に、２μｍ〜１０
μｍが好ましい。上記範囲とすることにより、耐摩耗性
や耐久性と、熱伝導性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。When the protective film has a two-layer structure without the intermediate layer 90, the thickness of the lower protective film 88 is 0.5 μm to 50 μm.
m, particularly 2 μm to 20 μm is preferable, and the thickness of the carbon protective film 92 is 0.1 μm to 5 μm, particularly 1 μm to 3
μm is preferred. Further, when the protective film has a one-layer structure having neither the lower protective film 88 nor the intermediate layer 90, the thickness of the carbon protective film 92 is 1 μm to 20 μm, and particularly 2 μm to 10 μm.
μm is preferred. When the content is in the above range, favorable results are obtained in that the wear resistance and durability and the thermal conductivity can be appropriately balanced.

【００４０】図４に、本発明のサーマルヘッドの製造に
好適な成膜装置の概念図を示す。図示例の成膜装置１０
０は、基本的に、真空チャンバ１０２と、ガス導入部１
０４と、第１スパッタリング手段１０６と、第２スパッ
タリング手段１０８と、プラズマ発生手段１１０と、バ
イアス電源１１２と、基板ホルダ１１４とを有して構成
される。FIG. 4 shows a conceptual diagram of a film forming apparatus suitable for manufacturing the thermal head of the present invention. The film forming apparatus 10 of the illustrated example
0 is basically the vacuum chamber 102 and the gas inlet 1
04, a first sputtering means 106, a second sputtering means 108, a plasma generating means 110, a bias power source 112, and a substrate holder 114.

【００４１】この成膜装置１００は、系内すなわち真空
チャンバ１０２内に２つのスパッタリングによる成膜手
段とプラズマＣＶＤによる成膜手段を有するものであ
り、異なるターゲットを用いたスパッタリングによっ
て、あるいはスパッタリングとプラズマＣＶＤとによっ
て、中間層９０（あるいは下層保護膜８８）とカーボン
保護膜９２を成膜できる。従って、成膜装置１００を用
いることにより、異なる組成の複数層の成膜を連続的
に、さらに系内を開放することなく行うことも可能であ
る。This film forming apparatus 100 has two film forming means by sputtering and a film forming means by plasma CVD in the system, that is, in the vacuum chamber 102, by sputtering using different targets, or by sputtering and plasma. The intermediate layer 90 (or the lower protective film 88) and the carbon protective film 92 can be formed by CVD. Therefore, by using the film forming apparatus 100, it is possible to continuously form a plurality of layers having different compositions without further opening the system.

【００４２】真空チャンバ１０２は、ＳＵＳ３０４等の
非磁性材料で形成されるのが好ましく、内部（成膜系
内）を排気して減圧とする真空排気手段１１６が配置さ
れる。また、真空チャンバ１０２内のプラズマやプラズ
マ発生用の電磁波によってアークが発生する箇所は、Ｍ
Ｃナイロン、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）等の絶
縁部材で覆ってもよい。The vacuum chamber 102 is preferably made of a non-magnetic material such as SUS304, and is provided with a vacuum exhaust means 116 for exhausting the inside (in the film forming system) to reduce the pressure. In the vacuum chamber 102, the place where an arc is generated by plasma or an electromagnetic wave for generating plasma is M
It may be covered with an insulating member such as C nylon or Teflon (registered trademark) (PTFE).

【００４３】ガス導入部１０４は、２つのガス導入管１
０４ａおよびガス導入管１０４ｂを有する。一例とし
て、ガス導入管１０４ａは、プラズマを発生するための
ガスを導入し、ガス導入管１０４ｂは、プラズマＣＶＤ
の反応ガスを導入する。なお、プラズマ発生用のガスと
しては、例えば、ヘリウムやネオン等の不活性ガスが用
いられる。他方、カーボン保護膜９２を成膜するための
反応ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、エチレ
ン、アセチレン、ベンゼン等の炭化水素化合物のガスが
例示され、中間層９０を成膜するための反応ガスとして
は、中間層９０の形成材料を含む各種のガスが例示され
る。The gas introduction section 104 includes two gas introduction tubes 1
04a and a gas introduction pipe 104b. As an example, the gas introduction pipe 104a introduces a gas for generating plasma, and the gas introduction pipe 104b is plasma CVD.
The reaction gas of is introduced. As the gas for plasma generation, for example, an inert gas such as helium or neon is used. On the other hand, examples of the reaction gas for forming the carbon protective film 92 include gases of hydrocarbon compounds such as methane, ethane, propane, ethylene, acetylene, and benzene, and the reaction gas for forming the intermediate layer 90. Examples of the gas include various gases including the material for forming the intermediate layer 90.

【００４４】スパッタリングでは、カソードにスパッタ
リングするターゲット材を配置し、カソードを負電位に
すると共に、ターゲット材の表面にプラズマを発生させ
ることにより、ターゲット材（その原子）を弾き出し
て、対向して配置した基板の表面に付着させ、堆積する
ことにより成膜する。第１スパッタリング手段１０６お
よび第２スパッタリング手段１０８は、共に、スパッタ
リングによって基板表面に成膜するものであり、第１ス
パッタリング手段１０６は、カソード１１８、ターゲッ
ト材１２０の配置部、シャッタ１２２および直流電源１
２４等を有して構成され、他方、第２スパッタリング手
段１０８は、カソード１２６、ターゲット材１２０の配
置部、シャッタ１２８および直流電源１３０等を有して
構成される。上記構成より明らかなように、第１スパッ
タリング手段１０６と第２スパッタリング手段１０８
は、配置位置が異なる以外は基本的に同じ構成を有する
ので、以下の説明は、第１スパッタリング手段１０６を
代表例として行う。In sputtering, a target material to be sputtered is placed on the cathode, the cathode is set to a negative potential, and plasma is generated on the surface of the target material, so that the target material (atoms thereof) is ejected and placed facing each other. A film is formed by adhering to and depositing on the surface of the formed substrate. Both the first sputtering means 106 and the second sputtering means 108 form a film on the surface of the substrate by sputtering. The first sputtering means 106 includes the cathode 118, the arrangement portion of the target material 120, the shutter 122, and the DC power supply 1.
24, etc., on the other hand, the second sputtering means 108 is configured to have a cathode 126, an arrangement portion of the target material 120, a shutter 128, a DC power supply 130, and the like. As is apparent from the above configuration, the first sputtering means 106 and the second sputtering means 108.
Have basically the same configuration except that the arrangement position is different, and therefore the following description will be given using the first sputtering means 106 as a representative example.

【００４５】ターゲット材１２０の表面にプラズマを発
生する際には、直流電源１２４（１３０）のマイナス側
を直接カソード１１８（１２６）に接続し、例えば、３
００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。直流電源１
２４の出力は、目的とする成膜に必要にして十分な出力
を有するものを選択すればよい。When generating plasma on the surface of the target material 120, the negative side of the DC power source 124 (130) is directly connected to the cathode 118 (126), for example, 3
A DC voltage of 00V to 1000V is applied. DC power supply 1
The output of 24 may be selected to have an output necessary and sufficient for the intended film formation.

【００４６】図示例においては、無酸素銅やステンレス
等からなるバッキングプレート１３２（１３４）をカソ
ード１１８に固定し、その上にターゲット材１２０をＩ
ｎ系ハンダや機械的な固定手段で固定する。なお、中間
層９０の形成に用いられるターゲット材１２０として
は、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族の各金属や、ＧｅやＳｉの
単結晶等が好適に例示される。また、カーボン保護膜９
２を形成するために用いられるターゲット材１２０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、図示例の装置は、マグネトロンス
パッタリングを行うものであり、カソード１１８の内部
には、磁石１１８ａ（１２６ａ）が配置される。マグネ
トロンスパッタリングは、ターゲット材１２０表面に磁
場を形成してプラズマを閉じ込めてスパッタリングを行
うものであり、成膜速度が早い点で好ましい。In the illustrated example, a backing plate 132 (134) made of oxygen-free copper or stainless steel is fixed to the cathode 118, and a target material 120 is applied thereon.
Fix with n-based solder or mechanical fixing means. The target material 120 used for forming the intermediate layer 90 is preferably exemplified by metals of 4A group, 5A group, and 6A group, single crystals of Ge and Si, and the like. In addition, the carbon protective film 9
Suitable examples of the target material 120 used for forming 2 include a sintered carbon material and a glassy carbon material. The apparatus shown in the drawing is for performing magnetron sputtering, and a magnet 118a (126a) is arranged inside the cathode 118. Magnetron sputtering is a method of forming a magnetic field on the surface of the target material 120 to confine plasma and performing sputtering, and is preferable in that the film formation rate is high.

【００４７】図示例の成膜装置１００は、マイクロ波と
ＥＣＲ磁場とによってプラズマを発生させる、マイクロ
ＥＣＲ波放電を利用するプラズマＣＶＤでカーボン保護
膜９２等の成膜を行うものであり、プラズマ発生手段１
１０は、マイクロ波電源１３６、磁石１３８、マイクロ
波導波管１４０、同軸変換器１４２、誘電体板１４４、
放射状アンテナ１４６等を有して構成される。マイクロ
波電源１３６は、カーボン保護膜９２等の成膜に必要に
して十分な出力を有するものを適宜選択すればよい。ま
た、ＥＣＲ磁場発生用の磁石１３８にとしては、所望の
磁場を形成できる永久磁石や電磁石を適宜用いればよ
い。真空チャンバ１０２内へのマイクロ波の導入は、マ
イクロ波導波管１４０、同軸変換器１４２、誘電体板１
４４等を用いて行われる。The film forming apparatus 100 of the illustrated example forms a carbon protective film 92 or the like by plasma CVD using a microwave ECR wave discharge in which plasma is generated by a microwave and an ECR magnetic field. Means 1
10 is a microwave power source 136, a magnet 138, a microwave waveguide 140, a coaxial converter 142, a dielectric plate 144,
It has a radial antenna 146 and the like. As the microwave power source 136, one having a necessary and sufficient output for forming the carbon protective film 92 and the like may be appropriately selected. Further, as the ECR magnetic field generating magnet 138, a permanent magnet or an electromagnet capable of forming a desired magnetic field may be appropriately used. The microwave is introduced into the vacuum chamber 102 by using the microwave waveguide 140, the coaxial converter 142, and the dielectric plate 1.
44 and the like.

【００４８】基板ホルダ１１４は、サーマルヘッド６６
（グレーズ）等の被成膜材（成膜基板）を固定するもの
である。図示例の成膜装置１００は、３つの成膜手段を
有するものであり、基板ホルダ１１４は各成膜手段、す
なわちスパッタリング手段１０６および１０８と、プラ
ズマＣＶＤを行うプラズマ発生手段１１０に基板となる
グレーズを対向できるように、基板ホルダ１１４を揺動
する回転基板１５０に保持されている。また、基板ホル
ダ１１４とターゲット材１２０や放射状アンテナ１４６
との距離は、公知の方法で調整可能に構成される。な
お、基板とターゲット材１２０もしくは放射状アンテナ
１４６との距離は、膜厚分布が均一になる距離を選択設
定すればよい。The substrate holder 114 is the thermal head 66.
The film forming material (film forming substrate) such as (glaze) is fixed. The film forming apparatus 100 of the illustrated example has three film forming means, and the substrate holder 114 is a glaze that serves as a substrate for each film forming means, that is, the sputtering means 106 and 108 and the plasma generating means 110 for performing plasma CVD. The substrate holder 114 is held by a rotating substrate 150 that swings so as to face each other. In addition, the substrate holder 114, the target material 120, and the radial antenna 146.
The distance between and can be adjusted by a known method. The distance between the substrate and the target material 120 or the radial antenna 146 may be selected and set so that the film thickness distribution becomes uniform.

【００４９】ここで、前述のように、下層保護膜８８の
表面や、中間層９０の表面は、必要に応じてエッチング
で粗面化される。また、プラズマＣＶＤで硬質膜を得る
ためには、基板に負のバイアス電圧を印加しながら成膜
を行うのが好ましい。そのため成膜装置１００では、基
板ホルダ１１４に高周波電圧を印加するバイアス電源１
１２が接続される。また、プラズマＣＶＤの際には、高
周波の自己バイアス電圧を使用するのが好ましい。Here, as described above, the surface of the lower protective film 88 and the surface of the intermediate layer 90 are roughened by etching if necessary. Further, in order to obtain a hard film by plasma CVD, it is preferable to form the film while applying a negative bias voltage to the substrate. Therefore, in the film forming apparatus 100, the bias power source 1 that applies a high frequency voltage to the substrate holder 114
12 are connected. Further, it is preferable to use a high frequency self-bias voltage during plasma CVD.

【００５０】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はされず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変
更等を行ってもよいのはもちろんである。Although the thermal head of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and changes may be made without departing from the scope of the present invention. Of course.

【００５１】[0051]

【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］基になるサーマルヘッドとして、京セラ社
製 KGT-260-12MPH8を用いた。なお、このサーマルヘッ
ドには、グレーズの表面に保護膜として厚さ１１μｍの
窒化珪素膜（Si₃N₄)が形成されている。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上に中間層９０が形成され、この中間層
９０上にカーボン保護膜９２が形成される。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention. [Example 1] As a base thermal head, KGT-260-12MPH8 manufactured by Kyocera was used. In this thermal head, a silicon nitride film (Si ₃ N ₄ ) having a thickness of 11 μm is formed on the glaze surface as a protective film. Therefore, in this embodiment, this silicon nitride film serves as the lower protective film 88, the intermediate layer 90 is formed on the lower protective film 88, and the carbon protective film 92 is formed on the intermediate layer 90.

【００５２】このようなサーマルヘッドに、以下のよう
な、図４に示される成膜装置１００を用いて、中間層９
０およびカーボン保護膜９２を形成した。An intermediate layer 9 is formed in such a thermal head by using the following film forming apparatus 100 shown in FIG.
0 and a carbon protective film 92 were formed.

【００５３】ａ．真空チャンバ１０２ 真空排気手段１１６として、排気速度が１５００Ｌ（リ
ットル）／分のロータリーポンプ、同１２０００Ｌ／分
のメカニカルブースタポンプ、および同３０００Ｌ／秒
のターボポンプを、各１台ずつ有する、ＳＵＳ３０４製
で容積が０．５m³の真空チャンバ１０２を用いた。ター
ボポンプの吸引部にオリフィスバルブを配置して、開口
度を１０％〜１００％まで調整できる。A. Vacuum chamber 102 As the vacuum evacuation means 116, a rotary pump having an evacuation speed of 1500 L (liter) / min, a mechanical booster pump of 12000 L / min, and a turbo pump of 3000 L / sec, each of which is made of SUS304, are made of SUS304. A vacuum chamber 102 having a volume of 0.5 m ³ was used. An orifice valve can be arranged in the suction portion of the turbo pump to adjust the opening degree from 10% to 100%.

【００５４】ｂ．ガス導入部１０４ 最大流量１００[sccm]〜５００[sccm]のマスフローコン
トローラと、直径６ミリのステンレス製パイプを用い
て、プラズマ発生ガス用と反応ガス用の２つのガス導入
管１０４ａおよび１０４ｂを形成した。B. Gas introduction part 104 Using a mass flow controller with a maximum flow rate of 100 [sccm] to 500 [sccm] and a stainless steel pipe with a diameter of 6 mm, two gas introduction pipes 104a and 104b for a plasma generating gas and a reaction gas are formed. did.

【００５５】ｃ．第１スパッタリング手段１０６および
第２スパッタリング手段１０８ 永久磁石１１８ａおよび１２６ａとしてSm-Co 磁石を配
置した、幅６００mm×高さ２００mmの矩形のカソード１
１８および１２６を用いた。バッキングプレート１３２
および１３４として、矩形状に加工した無酸素銅を、カ
ソード１１８および１２６にＩｎ系ハンダで張り付け
た。また、カソード１１８および１２６内部を水冷する
ことにより、磁石１１８ａおよび１２６ａ、カソード１
１８および１２６、ならびにバッキングプレート１３２
および１３４裏面を冷却した。また、直流電源１２４お
よび１３０として、最大出力８ｋＷの負電位の直流電源
を用いた。なお、この直流電源は、２ｋＨｚ〜１０ｋＨ
ｚの範囲でパルス状に変調できる。C. First sputtering means 106 and second sputtering means 108 A rectangular cathode 1 having a width of 600 mm and a height of 200 mm in which Sm-Co magnets are arranged as permanent magnets 118a and 126a.
18 and 126 were used. Backing plate 132
And 134, rectangular oxygen-free copper was attached to the cathodes 118 and 126 with In-based solder. Further, by cooling the inside of the cathodes 118 and 126 with water, the magnets 118a and 126a and the cathode 1
18 and 126 and backing plate 132
And 134 backside was cooled. Further, as the DC power supplies 124 and 130, negative-potential DC power supplies with a maximum output of 8 kW were used. In addition, this DC power supply is 2 kHz to 10 kHz
It can be modulated in a pulse shape in the range of z.

【００５６】ｄ．プラズマ発生手段１１０ 発振周波数２．４５ＧＨｚ、最大出力１．５ｋＷのマイ
クロ波電源１３６を用いた。マイクロ波は、マイクロ波
導波管１４０で真空チャンバ１０２近傍まで導き、同軸
変換器１４２で変換後、真空チャンバ１０２内の放射状
アンテナ１４６に導入した。プラズマ発生部は、幅６０
０mm×高さ２００mmの矩形のものを用いた。さらに、Ｅ
ＣＲ用磁場は、磁石１３８としてSm-Co 磁石を複数個、
誘電体板１４４の形状に合わせて配置することで形成し
た。D. Plasma generating means 110 A microwave power source 136 having an oscillation frequency of 2.45 GHz and a maximum output of 1.5 kW was used. The microwave was guided to the vicinity of the vacuum chamber 102 by the microwave waveguide 140, converted by the coaxial converter 142, and then introduced into the radial antenna 146 in the vacuum chamber 102. The plasma generator has a width of 60
A rectangle having a size of 0 mm and a height of 200 mm was used. Furthermore, E
The CR magnetic field includes a plurality of Sm-Co magnets as the magnet 138,
It was formed by arranging according to the shape of the dielectric plate 144.

【００５７】ｅ．基板ホルダ１１４ 回転基板１５０の作用により、保持した基板（すなわ
ち、サーマルヘッド６６のグレーズ）を第１スパッタリ
ング手段１０６および第２スパッタリング手段１０８に
配置されたターゲット１２０、ならびにプラズマ発生手
段１１０の放射状アンテナ１４６に対向して保持する。
以下に示す、スパッタリングによる中間層９０およびカ
ーボン保護膜９２の生成時には、基板とターゲット材１
２０の距離は１００mmとした。さらに、エッチング用の
高周波電圧が印加できるように、サーマルヘッドの保持
部分を浮遊電位にした。さらには、基板ホルダ１１４表
面にはヒータを設け、加熱しながら成膜を行えるように
構成した。E. Substrate holder 114 Due to the action of the rotating substrate 150, the substrate (that is, the glaze of the thermal head 66) holding the target 120 placed on the first sputtering unit 106 and the second sputtering unit 108, and the radial antenna 146 of the plasma generation unit 110 are held. Hold against.
When the intermediate layer 90 and the carbon protective film 92 are formed by sputtering as described below, the substrate and the target material 1
The distance of 20 was 100 mm. Further, the holding portion of the thermal head was set to a floating potential so that a high frequency voltage for etching could be applied. Further, a heater is provided on the surface of the substrate holder 114 so that film formation can be performed while heating.

【００５８】ｆ．バイアス電源１１２ 基板ホルダ１１４に、マッチングボックスを介して高周
波電源を接続した。高周波電源は、周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚで、最大出力は３ｋＷである。また、この高周波電
源は、自己バイアス電圧をモニタすることにより、負の
１００Ｖ〜５００Ｖの範囲で高周波出力が調整可能に構
成されている。なお、このバイアス電源１１２は、基板
エッチング手段を兼ねている。F. Bias power supply 112 A high frequency power supply was connected to the substrate holder 114 via a matching box. The high frequency power supply has a frequency of 13.56M
At Hz, the maximum output is 3 kW. Further, the high frequency power supply is configured such that the high frequency output can be adjusted in the negative range of 100 V to 500 V by monitoring the self bias voltage. The bias power source 112 also serves as a substrate etching means.

【００５９】＜サーマルヘッドの作製＞まず、基材とな
るサーマルヘッド６６のグレーズの下層保護膜８８の表
面を、＃２００００番のラッピングフィルムで主走査方
向に研磨した。次いで、前記成膜装置１００において、
サーマルヘッド６６のグレーズが第１スパッタリング手
段１０６のターゲット材１２０の保持位置に対向するよ
うに、基板ホルダ１１４にサーマルヘッド６６を固定し
た。なお、サーマルヘッドの中間層９０の形成部分以外
にはマスキングを施しておいた。さらに、ターゲット材
１２０としてＳｉ単結晶を第１スパッタリング手段１０
６のバッキングプレート１３２に、また、焼結グラファ
イト材を第２スパッタリング手段１０８のバッキングプ
レート１３４に、それぞれ固定（Ｉｎ系ハンダで張り付
け）した。その後、真空チャンバ１０２内の圧力が５×
１０^-6Torrになるまで真空排気した後、圧力が５×１０
^-3Torrとなるようにアルゴンガス流量およびオリフィス
バルブを調整し、シャッタ１２２を閉じた状態でターゲ
ット材１２０に直流電力０．５ｋＷを５分間印加した。<Preparation of Thermal Head> First, the surface of the lower glaze protective film 88 of the thermal head 66, which is a base material, was polished in the main scanning direction with a # 2000 wrapping film. Then, in the film forming apparatus 100,
The thermal head 66 was fixed to the substrate holder 114 so that the glaze of the thermal head 66 faces the holding position of the target material 120 of the first sputtering means 106. Masking was applied to the portion other than the portion where the intermediate layer 90 of the thermal head was formed. Further, a Si single crystal is used as the target material 120 in the first sputtering means 10.
6 and the sintered graphite material to the backing plate 134 of the second sputtering means 108, respectively (fixed with In-based solder). After that, the pressure in the vacuum chamber 102 is 5 ×.
After evacuating to 10 ^-6 Torr, the pressure is 5 × 10
^The flow rate of the argon gas and the orifice valve were adjusted so as to be ⁻³ Torr, and DC power of 0.5 kW was applied to the target material 120 for 5 minutes with the shutter 122 closed.

【００６０】次いで、真空チャンバ１０２内の圧力を保
ったまま、直流電力を５ｋＷとしてシャッタ１２２を開
き、膜厚が０．２μｍとなるまでスパッタリングを行
い、厚さ０．２μｍのＳｉ膜を中間層９０として形成し
た。なお、Ｓｉ膜の膜厚は、あらかじめ成膜速度を求め
ておき、所定の膜厚となる成膜時間を算出して、成膜時
間で制御した。Next, while maintaining the pressure inside the vacuum chamber 102, the shutter 122 is opened with DC power set to 5 kW, and sputtering is performed until the film thickness becomes 0.2 μm, and a Si film having a thickness of 0.2 μm is formed as an intermediate layer. Formed as 90. The film thickness of the Si film was controlled in advance by obtaining the film formation rate in advance, calculating the film formation time for achieving the predetermined film thickness, and controlling the film formation time.

【００６１】中間層９０の成膜後、回転基板１５０によ
ってグレーズを第２スパッタリング手段１０８のターゲ
ット材１２０（焼結グラファイト材）に向け、真空チャ
ンバ１０２内の圧力が５×１０^-3Torrとなるようにアル
ゴンガス流量およびオリフィスバルブを調整し、シャッ
タ１２８を閉じた状態でターゲット材１２０に直流電力
０．５ｋＷを５分間印加した。次いで、真空チャンバ１
０２内の圧力を保ったまま、直流電力を５ｋＷとしてシ
ャッタ１２８を開いてスパッタリングを行い、厚さ２μ
ｍのカーボン保護膜９２を形成し、サーマルヘッド６６
を作製した。なお、カーボン保護膜９２の膜厚は、あら
かじめ成膜速度を求めておき、所定の膜厚となる成膜時
間を算出して、成膜時間で制御した。After the formation of the intermediate layer 90, the glaze is directed to the target material 120 (sintered graphite material) of the second sputtering means 108 by the rotating substrate 150, and the pressure in the vacuum chamber 102 becomes 5 × 10 ⁻³ Torr. As described above, the flow rate of the argon gas and the orifice valve were adjusted, and DC power of 0.5 kW was applied to the target material 120 for 5 minutes with the shutter 128 closed. Then, the vacuum chamber 1
While maintaining the pressure inside 02, the DC power was set to 5 kW and the shutter 128 was opened to perform sputtering, and the thickness was 2 μm.
m carbon protective film 92 is formed, and the thermal head 66
Was produced. The film thickness of the carbon protective film 92 was controlled by the film forming time by calculating the film forming speed in advance, calculating the film forming time for achieving the predetermined film thickness.

【００６２】このようにして作製したサーマルヘッド６
６のカーボン保護膜９２の表面のＲａ値を測定したとこ
ろ２nmであった。なお、Ｒａ値は、触針式あらさ測定器
（テンコール社製；Ｐ−１）を使用して、カーボン保護
膜９２の複数カ所の表面形状をカットオフをかけずに２
次元的に計測してＲａ値を測定し、各箇所のＲａ値を平
均して算出した。The thermal head 6 thus manufactured
The Ra value of the surface of the carbon protective film 92 of No. 6 was 2 nm. The Ra value is 2 using a stylus type roughness tester (P-1 manufactured by Tencor Co., Ltd.) without cutting off the surface shape of the carbon protective film 92 at a plurality of positions.
The Ra value was measured dimensionally, and the Ra value at each location was averaged for calculation.

【００６３】＜性能評価＞このようにして作製したサー
マルヘッド６６を、図１に示される感熱記録装置１０に
組み込み、Ｂ４サイズの感熱材料（富士写真フィルム社
製、ドライ画像記録用フィルムＣＲ−ＡＴ）を用いて感
熱記録を行った。その結果、得られた感熱記録画像に
は、スティッキングに起因すると考えられる白飛び現象
は発生しなかった。<Performance Evaluation> The thermal head 66 thus manufactured was incorporated in the thermal recording apparatus 10 shown in FIG. 1 to prepare a B4 size thermal material (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., dry image recording film CR-AT). ) Was used for thermosensitive recording. As a result, in the obtained heat-sensitive recorded image, the whiteout phenomenon which is considered to be caused by sticking did not occur.

【００６４】［実施例２］カーボン保護膜９２の形成に
おいて、前記下層保護膜８８の表面の研磨を＃８０００
番のラッピングフィルムを用いて行った以外は、前記実
施例１と同様にして、３層構成の保護膜を有するサーマ
ルヘッド６６を作製した。実施例１と同様に、カーボン
保護膜９２の表面のＲａ値を測定したところ５nmであっ
た。このようにして作製したサーマルヘッド６６を用い
て、実施例１と同様に感熱記録を行った結果、得られた
感熱記録画像には、スティッキングに起因すると考えら
れる白飛び現象は発生しなかった。[Embodiment 2] In the formation of the carbon protective film 92, the surface of the lower protective film 88 is polished by # 8000.
A thermal head 66 having a protective film having a three-layer structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the lapping film No. 2 was used. As in Example 1, the Ra value on the surface of the carbon protective film 92 was measured and found to be 5 nm. Thermal recording was performed in the same manner as in Example 1 using the thermal head 66 manufactured in this way, and as a result, the obtained thermal recording image did not have the whiteout phenomenon which is considered to be caused by sticking.

【００６５】［実施例３］カーボン保護膜９２の形成に
おいて、前記下層保護膜８８の表面の研磨を＃４０００
番のラッピングフィルムを用いて行った以外は、前記実
施例１と同様にして、３層構成の保護膜を有するサーマ
ルヘッド６６を作製した。実施例１と同様に、カーボン
保護膜９２の表面のＲａ値を測定したところ１０nmであ
った。このようにして作製したサーマルヘッド６６を用
いて、実施例１と同様に感熱記録を行った結果、得られ
た感熱記録画像には、スティッキングに起因すると考え
られる白飛び現象は発生しなかった。[Embodiment 3] In the formation of the carbon protective film 92, the surface of the lower protective film 88 is polished by # 4000.
A thermal head 66 having a protective film having a three-layer structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the lapping film No. 2 was used. As in Example 1, the Ra value on the surface of the carbon protective film 92 was measured and found to be 10 nm. Thermal recording was performed in the same manner as in Example 1 using the thermal head 66 manufactured in this way, and as a result, the obtained thermal recording image did not have the whiteout phenomenon which is considered to be caused by sticking.

【００６６】［比較例１］カーボン保護膜９２の形成に
おいて、前記下層保護膜８８の表面の研磨を＃１０００
番のラッピングフィルムを用いて行った以外は、前記実
施例１と同様にして、３層構成の保護膜を有するサーマ
ルヘッド６６を作製した。実施例１と同様に、カーボン
保護膜９２の表面のＲａ値を測定したところ６００nmで
あった。このようにして作製したサーマルヘッド６６を
用いて、実施例１と同様に感熱記録を行った結果、得ら
れた感熱記録画像に、スティッキングに起因すると考え
られる白飛び現象が発生した。以上の結果より、本発明
の効果は明らかである。[Comparative Example 1] In the formation of the carbon protective film 92, the surface of the lower protective film 88 was polished to # 1000.
A thermal head 66 having a protective film having a three-layer structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the lapping film No. 2 was used. As in Example 1, the Ra value on the surface of the carbon protective film 92 was measured and found to be 600 nm. Thermal recording was carried out in the same manner as in Example 1 using the thermal head 66 thus manufactured. As a result, an overexposure phenomenon, which is considered to be caused by sticking, occurred in the obtained thermal recording image. From the above results, the effect of the present invention is clear.

【００６７】[0067]

【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い十分な耐久
性を有し、長期に渡って高画質の感熱記録を安定して行
うことが可能である上に、スティッキングの発生を好適
におさえ、これに起因する記録音や白飛びを大幅に低減
することができる。As described above in detail, according to the present invention, the protective film has sufficient durability with very little corrosion and wear, and can stably provide high-quality thermal recording for a long period of time. In addition to being possible, it is possible to suppress the occurrence of sticking, and it is possible to significantly reduce the recording sound and blown-out highlights resulting from this.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明のサーマルヘッドを利用する感熱記録
装置の一例の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an example of a thermal recording apparatus using a thermal head of the present invention.

【図２】 本発明のサーマルヘッドの発熱素子の構成を
示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a heating element of the thermal head of the present invention.

【図３】 本発明のサーマルヘッドの一例のカーボン保
護膜の表面の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of the surface of a carbon protective film of an example of the thermal head of the present invention.

【図４】 本発明のサーマルヘッドの製造に利用される
成膜装置の一例の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of an example of a film forming apparatus used for manufacturing the thermal head of the present invention.

【符号の説明】 １０ （感熱）記録装置 １４ 装填部 １６ 供給搬送手段 ２０ 記録部 ２２ 排出部 ２４ マガジン 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 中間層 ９２ カーボン保護膜 ９４ 発熱素子 ９６ 溝 １００ 成膜装置 １０２ 真空チャンバ １０４ ガス導入部 １０６ 第１スパッタリング手段 １０８ 第２スパッタリング手段 １１０ プラズマ発生手段 １１２ バイアス電源 １１４ 基板ホルダ １１６ 真空排気手段 １１８，１２６ カソード １２０ ターゲット材 １２２，１２８ シャッタ １２４，１３０ 直流電源 １３２，１３４ バッキングプレート １３６ マイクロ波電源 １３８ 磁石 １４０ マイクロ波導波管 １４２ 同軸変換器 １４４ 誘電体板 １４６ 放射状アンテナ Ａ 感熱材料[Explanation of symbols] 10 (Thermal) recording device 14 Loading section 16 Supply / Transportation Means 20 recording section 22 Discharge part 24 magazines 66 thermal head 80 substrates 82 Glaze layer 84 Heating element 86 electrodes 88 Lower protective film 90 Middle class 92 Carbon protective film 94 Heating element 96 groove 100 film forming equipment 102 vacuum chamber 104 gas inlet 106 first sputtering means 108 second sputtering means 110 Plasma generation means 112 Bias power supply 114 substrate holder 116 Evacuation means 118,126 cathode 120 target materials 122,128 shutter 124, 130 DC power supply 132,134 backing plate 136 microwave power supply 138 Magnet 140 microwave waveguide 142 coaxial converter 144 Dielectric plate 146 radial antenna A heat sensitive material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−132628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−899978（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−157232（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/335 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-132628 (JP, A) JP-A-63-67762 (JP, A) JP-A-57-899978 (JP, A) Actual development Sho-62- 157232 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) B41J 2/335

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】感熱材料と摺接して感熱記録を行うサーマ
ルヘッドであって、 発熱素子を保護する保護膜として、炭素を主成分とする
カーボン保護膜を含む少なくとも１層の保護膜を前記発
熱素子の上層に有するとともに、前記カーボン保護膜の
表面が前記保護膜の最表面となって感熱材料と摺接する
面を成し、前記カーボン保護膜の表面の少なくとも一部分に、一定
方向に延在する複数の溝が形成され、かつ、これらの複
数の溝により 前記カーボン保護膜の表面のＲａ値が１nm
〜５００nmに調整されたことを特徴とするサーマルヘッ
ド。1. A thermal head for performing thermal recording by sliding contact with a heat-sensitive material, wherein at least one layer of protective film including a carbon protective film containing carbon as a main component is used as a protective film for protecting a heating element. together with the upper layer of the element, form a heat-sensitive material and sliding contact surface the surface of the carbon protective film has become a top surface of the protective layer, at least a portion of the surface of the carbon protective layer, a constant
A plurality of grooves extending in the same direction are formed and
The Ra value on the surface of the carbon protective film is 1 nm due to the number of grooves.
A thermal head characterized by being adjusted to ~ 500 nm. 【請求項２】前記カーボン保護膜の表面のＲａ値が、前
記保護膜を粗面化処理することにより、２nm〜１００nm
に調整された請求項１に記載のサーマルヘッド。Wherein Ra value of the surface of the carbon protective film, before
By roughening the protective film, 2 nm to 100 nm
The thermal head according to claim 1, which is adjusted to. 【請求項３】前記保護膜は、前記カーボン保護膜を最表
層として複数層を有し、前記粗面化処理する層が、前記
カーボン保護膜の下層である請求項２に記載のサーマル
ヘッド。3. The carbon protective film is the outermost layer of the protective film.
Having a plurality of layers as a layer, the layer to be roughened,
The thermal head according to claim 2, which is a lower layer of the carbon protective film . 【請求項４】前記発熱素子は一方向に配列され、前記複
数の溝が前記発熱素子の配列方向に延在する請求項１〜
３のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。4. The heating elements are arranged in one direction, and the plurality of grooves extend in the arrangement direction of the heating elements.
The thermal head according to any one of 3 above.