JPH111013A - Thermal head and its manufacture - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable stable, high image quality heat-sensitive recording with sufficient durability and high reliability for a long time, by providing a protecting film on a heat-generating resistance body which is obtained by alternately forming a layer primarily made of carbon and a layer primarily made of a semimetal or metal. SOLUTION: A glaze (heat-generating element) of a thermal head 66 comprises a glaze layer (heat accumulation layer) 82, a heat-generating resistance body 84 and an electrode 86 formed successively on a substrate 80. The heat-generating resistance body 84 and electrode 86 are covered with a lower protecting film 88 primarily made of ceramic and a multilayer protecting layer 90 on the lower protecting film 88. The multilayer protecting film 90 is formed by alternately forming carbon layers 90a primarily made of carbon and metal layers 90b primarily made of a semimetal or metal. The protecting films 88, 90 are scarcely corroded or abraded, without accompanying a crack or separation due to heat or mechanical impacts, having sufficient durability and exhibiting a high reliability for a long time. Heat-sensitive recording of high image quality can hence be conducted stably for a long time.

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およびそ
の製造方法の技術分野に属する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to various printers,
The present invention belongs to the technical field of a thermal head for performing thermal recording used as a recording means in a plotter, a facsimile, a recorder, and the like, and a method of manufacturing the same.

【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 Thermal recording using a thermal material formed by forming a thermal recording layer using a film or the like as a support is used for recording an ultrasonic diagnostic image. In addition, thermal recording has advantages such as no need for wet development processing and easy handling, and in recent years, in recent years, not only small-sized image recording such as ultrasonic diagnosis but also CT diagnosis and MRI diagnosis have been performed. For applications requiring large and high-quality images, such as X-ray diagnosis and the like, the use for image recording for medical diagnosis is also being studied.

【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（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し
つつ、ＭＲＩ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、グレーズの各画素の発熱体
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 glaze in which a heating element having a heating element and electrodes is arranged in one direction (main scanning direction) for recording an image by heating a thermosensitive recording layer of a thermosensitive material. While the glaze is slightly pressed against the heat-sensitive material (heat-sensitive recording layer) using the formed thermal head, while moving both relatively in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, image data supply such as MRI is performed. In accordance with the image data of the recorded image supplied from the source, energy is applied to the heating element of each pixel of the glaze to generate heat, thereby heating the heat-sensitive recording layer of the heat-sensitive material to perform image recording.

【０００４】このサーマルヘッドのグレーズには、感熱
材料を加熱する発熱体、あるいはさらに電極等を保護す
るため、そ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、これ
により感熱記録が行われる。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
料と慴接するため、記録を重ねるにしたがって摩耗し、
劣化する。In the glaze of this thermal head, a protective film is formed on the surface of the glaze of the thermal head in order to protect the heating element for heating the heat-sensitive material or the electrodes. Therefore,
It is this protective film that comes in contact with the thermosensitive material during thermosensitive recording.
The heating element heats the heat-sensitive material through the protective film, thereby performing heat-sensitive recording. The material of the protective film is usually
Although wear-resistant ceramics and the like are used, the surface of the protective film wears as the recording is repeated because the surface of the protective film slides on the heat-sensitive material in a heated state at the time of heat-sensitive recording.
to degrade.

【０００５】この摩耗が進行すると、感熱画像に濃度ム
ラが生じたり、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する感熱フィルムを用い、さらに、
記録温度（印加エネルギー）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、
通常の感熱記録に比して、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。[0005] If the wear progresses, density unevenness occurs in the thermal image or the strength of the protective film cannot be maintained, so that the function of protecting the heating element and the like is impaired.
Image recording cannot be performed (head shortage). In particular, in applications where high-quality and high-quality multi-gradation images are required, such as in the medical applications described above, a high-rigidity support such as a polyester film is used in order to achieve high quality and high image quality. Using a heat-sensitive film that uses the body,
The recording temperature (applied energy) and the pressing force of the thermal head on the heat-sensitive material are set to be higher. for that reason,
Compared to normal thermal recording, the force and heat applied to the protective film of the thermal head are greater, and wear and corrosion (wear due to corrosion) are more likely to progress.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】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
膜とする）が知られている。As a method for preventing the abrasion of the protective film of the thermal head and improving the durability, many techniques for improving the performance of the protective film have been studied. As a protective film having excellent wear resistance and corrosion resistance, a protective film containing carbon as a main component (hereinafter referred to as a carbon protective film) is known.

【０００７】例えば、特公昭６１−５３９５５号および
特公平４−６２８６６号（前記出願の分割出願）の各公
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４５００kg/mm²以上のカーボン保護膜を形成するこ
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、およびそ
の製造方法が開示されている。このようなカーボン保護
膜は、ダイヤ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、カーボ
ン保護膜は、優れた耐摩耗性を有するものの、硬いが故
に脆い、すなわち靭性が低く、発熱素子の加熱によるヒ
ートショックや熱的なストレスによって、比較的容易に
割れや剥離が生じてしまうという問題点がある。For example, JP-B-61-53955 and JP-B-4-62866 (divisional applications of the aforementioned application) disclose a carbon protective film having a Vickers hardness of 4500 kg / mm ² or more as a protective film for a thermal head. By disposing a thermal head, a thermal head that realizes excellent responsiveness by sufficiently thinning a protective film together with excellent wear resistance, and a method of manufacturing the same are disclosed. Such a carbon protective film has characteristics very similar to diamond,
It is very hard and chemically stable. Therefore, it exhibits excellent characteristics in terms of abrasion resistance and corrosion resistance against sliding contact with a heat-sensitive material. However, although the carbon protective film has excellent wear resistance, it is brittle because of its hardness, that is, its toughness is low, and cracking and peeling occur relatively easily due to heat shock or thermal stress caused by heating of the heating element. There is a problem that it is.

【０００８】このような問題点に対し、特開平７−１３
２６２８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層との２層構造の
保護膜を有することにより、ヒートショック等による保
護膜の摩耗および破壊を大幅に低減し、高画質記録が長
期に渡って可能なサーマルヘッドが開示されている。し
かしながら、ダイヤモンドライクカーボン層とシリコン
系化合物層との熱膨張係数の違いによるストレスや、記
録中に感熱材料とサーマルヘッド（グレーズ）との間に
混入する異物による機械的衝撃等によって、やはり割れ
や剥離が生じてしまうという問題点がある。このように
保護膜に割れや剥離が生じると、ここから摩耗や腐食、
さらには腐食による摩耗が進行して、サーマルヘッドの
耐久性が低下してしまい、やはり、長期に渡って高い信
頼性を発揮することはできない。To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent No. 2628 discloses that a protective film having a two-layer structure of a lower silicon-based compound layer and an upper diamond-like carbon layer is provided, thereby significantly reducing wear and destruction of the protective film due to heat shock or the like. A thermal head capable of performing high-quality recording for a long time is disclosed. However, stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the diamond-like carbon layer and the silicon-based compound layer, mechanical shock due to foreign matter mixed between the heat-sensitive material and the thermal head (glaze) during recording, etc. There is a problem that peeling occurs. If the protective film cracks or peels off, wear, corrosion,
Further, wear due to corrosion progresses, and the durability of the thermal head is reduced, so that high reliability cannot be exhibited for a long time.

【０００９】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を有す
るサーマルヘッドであって、保護膜の腐食や摩耗が極め
て少なく、しかも熱や機械的衝撃に対しても保護膜の割
れや剥離の発生を防止して、十分な耐久性を有し、長期
に渡って高い信頼性を発揮し、これにより、長期に渡っ
て高画質の感熱記録を安定して行うことができるサーマ
ルヘッドおよびその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a thermal head having a protective film containing carbon as a main component. And mechanical shock to prevent cracking and peeling of the protective film, have sufficient durability, and demonstrate high reliability over a long period of time. An object of the present invention is to provide a thermal head capable of performing thermal recording stably and a method of manufacturing the same.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、基板上に発熱抵抗体を有するサーマルヘ
ッドであって、前記発熱抵抗体上に、炭素を主成分とす
る層と、半金属又は金属を主成分とする層とを交互に積
層して形成された保護膜を有する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 object, the present invention provides a thermal head having a heating resistor on a substrate, wherein the heating resistor has a layer containing carbon as a main component. A thermal head comprising a protective film formed by alternately laminating layers composed mainly of metalloid or metal.

【００１１】ここで、前記半金属又は金属がＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ
からなる群より選択される少なくとも１種以上、又は、
少なくとも２種以上からなる合金であるのが好ましい。
さらに、前記発熱抵抗体と前記保護膜との間に、セラミ
ックを主成分とする少なくとも１層の下層保護膜を有す
るのが好ましい。Here, the metalloid or metal is Si, T
i, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W
At least one or more selected from the group consisting of
The alloy is preferably composed of at least two or more kinds.
Further, it is preferable that at least one lower protective film mainly composed of ceramic is provided between the heating resistor and the protective film.

【００１２】また、本発明は、異なる領域に配置した、
炭素を主成分とする固体と、半金属又は金属を主成分と
する固体とからプラズマにより前記固体の構成成分をそ
れぞれ飛来させ、基板上に発熱抵抗体を有するサーマル
ヘッドを前記発熱抵抗体側を前記固体側にして、前記炭
素を主成分とする固体の構成成分が飛来する領域と、前
記半金属又は金属を主成分とする固体の構成成分が飛来
する領域とを順次通過させ、前記炭素を主成分とする固
体からなる層と前記半金属又は金属を主成分とする固体
からなる層とを交互に積層させて保護膜を形成すること
を特徴とするサーマルヘッドの製造方法を提供する。[0012] The present invention also provides a method according to the present invention, wherein
The solid component mainly composed of carbon, and the solid component mainly composed of a metalloid or metal are caused to fly by plasma from the solid component, respectively, and a thermal head having a heating resistor on a substrate is placed on the heating resistor side with the heating resistor side. On the solid side, a region where the solid component mainly composed of the carbon comes and a region where the solid component mainly composed of the metalloid or the metal comes sequentially pass through, and the carbon mainly flows. A method for manufacturing a thermal head, wherein a protective film is formed by alternately laminating layers made of a solid as a component and layers made of a solid containing the semimetal or metal as a main component.

【００１３】ここで、前記半金属又は金属がＳｉ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ
からなる群より選択される少なくとも１種以上、又は、
少なくとも２種以上からなる合金であるのが好ましい。
さらに、前記サーマルヘッドの前記発熱抵抗体上に、セ
ラミックを主成分とする少なくとも１層の下層保護膜を
積層して形成した後、前記保護膜を形成するのが好まし
い。Here, the semimetal or metal is Si, T
i, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W
At least one or more selected from the group consisting of
The alloy is preferably composed of at least two or more kinds.
Further, it is preferable that at least one lower protective film mainly composed of ceramic is formed on the heat generating resistor of the thermal head by lamination, and then the protective film is formed.

【００１４】[0014]

【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a thermal head according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【００１５】図１に、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略図が示される。図１に示さ
れる感熱記録装置（以下、記録装置とする）１０は、例
えばＢ４サイズ等の所定の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。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a thermal recording apparatus using a thermal head according to the present invention. A thermosensitive recording apparatus (hereinafter, referred to as a recording apparatus) 10 shown in FIG. 1 performs thermosensitive recording on a thermosensitive material (hereinafter, referred to as a thermosensitive material A) which is a cut sheet of a predetermined size such as a B4 size. A loading unit 14 in which a magazine 24 containing the thermal material A is loaded, a feeding and transporting unit 16, a recording unit 20 for performing thermal recording on the thermal material A by a thermal head 66,
And a discharge unit 22.

【００１６】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を感熱材
料Ａに押圧しつつ、グレーズの延在方向すなわち主走査
方向（図１および図２において紙面と垂直方向）と直交
する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。In such a recording apparatus 10, one heat-sensitive material A is pulled out of the magazine 24, the heat-sensitive material A is transported to the recording section 20, and the thermal head 66 is pressed against the heat-sensitive material A while the glaze is extended. The heat-sensitive material A is transported in the sub-scanning direction orthogonal to the existing direction, that is, the main scanning direction (perpendicular to the paper surface in FIGS. 1 and 2), and each heating element generates heat in accordance with a recorded image (image data). ,
Thermal recording is performed on the thermal material A.

【００１７】感熱材料Ａは、透明なポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）フィルムなどの樹脂フィルムや紙等
を支持体として、その一面に感熱記録層を形成してなる
ものである。このような感熱材料Ａは、１００枚等の所
定単位の積層体（束）とされて袋体や帯等で包装されて
おり、図示例においては、所定単位の束のまま感熱記録
層を下面として記録装置１０のマガジン２４に収納さ
れ、一枚づつマガジン２４から取り出されて感熱記録に
供される。The heat-sensitive material A is obtained by forming a heat-sensitive recording layer on one surface of a support such as a resin film such as a transparent polyethylene terephthalate (PET) film, paper, or the like. Such a heat-sensitive material A is formed into a laminate (bundle) of a predetermined unit of 100 sheets or the like and packaged in a bag, a band, or the like. Are stored in the magazine 24 of the recording apparatus 10, and are taken out one by one from the magazine 24 and provided for thermal recording.

【００１８】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、蓋体２６側を先にして挿入口３０
から記録装置１０内に挿入され、案内板３２および案内
ロール３４に案内されつつ、停止部材３６に当接する位
置まで押し込まれることにより、記録装置１０の所定の
位置に装填される。また、装填部１４には、マガジンの
蓋体２６を開閉するための、図示しない開閉機構が設け
られている。The magazine 24 is a housing having a lid 26 that can be opened and closed. The magazine 24 stores the heat-sensitive material A and is loaded in the loading section 14 of the recording apparatus 10. The loading unit 14 includes the recording device 10
Insertion hole 30 formed in housing 28 of
And guide rolls 34, 34, and a stop member 36. The magazine 24 is inserted into the insertion port 30 with the lid 26 side first.
Then, while being guided by the guide plate 32 and the guide roll 34 and being pushed to a position where it comes into contact with the stop member 36, the recording device 10 is loaded into a predetermined position of the recording device 10. The loading section 14 is provided with an opening / closing mechanism (not shown) for opening and closing the lid 26 of the magazine.

【００１９】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、吸引によって感熱材料
Ａを吸着する吸盤４０を用いる枚葉機構、搬送手段４
２、搬送ガイド４４、および搬送ガイド４４の出口に位
置する規制ローラ対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４
７ａ、回転駆動源に接続されるプーリ４７ｂならびにテ
ンションプーリ４７ｃと、この３つのプーリに張架され
るエンドレスベルト４８と、搬送ローラ４６とローラ対
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。The supply / transportation means 16 takes out one heat-sensitive material A from the magazine 24 loaded in the loading section 14 and transports it to the recording section 20, and uses a suction cup 40 which adsorbs the heat-sensitive material A by suction. Single wafer mechanism, conveyance means 4
2, a transport guide 44, and a pair of regulating rollers 52 located at the exit of the transport guide 44. The conveying means 42 includes a conveying roller 46 and a pulley 4 coaxial with the conveying roller 46.
7a, a pulley 47b and a tension pulley 47c connected to a rotary drive source, an endless belt 48 stretched over the three pulleys, and a nip roller 50 forming a roller pair with the transport roller 46. 40
The leading end of the heat-sensitive material A sheet-fed by the conveying roller 46
And the nip roller 50 to transport the heat-sensitive material A.

【００２０】記録装置１０において記録開始の指示が出
されると、前記開閉機構によって蓋体２６が開放され、
吸盤４０を用いた枚葉機構がマガジン２４から感熱材料
Ａを一枚取り出し、感熱材料Ａの先端を搬送手段４２
（搬送ローラ４６とニップローラ５０とから成るローラ
対）に供給する。搬送ローラ４６とニップローラ５０と
によって感熱材料Ａが挟持された時点で、吸盤４０によ
る吸引は開放され、供給された感熱材料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に搬送される。なお、記録に供される感熱
材料Ａがマガジン２４から完全に排出された時点で、前
記開閉手段によって蓋体２６が閉塞される。When the recording apparatus 10 is instructed to start recording, the lid 26 is opened by the opening / closing mechanism,
The sheet-feeding mechanism using the suction cup 40 takes out one heat-sensitive material A from the magazine 24 and transports the front end of the heat-sensitive material A to the conveying means 42.
(A roller pair composed of the transport roller 46 and the nip roller 50). When the heat-sensitive material A is nipped by the conveyance roller 46 and the nip roller 50, the suction by the suction cup 40 is released, and the supplied heat-sensitive material A is guided by the conveyance guide 44 to the regulating roller pair 52 by the conveyance means 42. Conveyed. When the heat-sensitive material A to be used for recording is completely discharged from the magazine 24, the lid 26 is closed by the opening / closing means.

【００２１】搬送ガイド４４による搬送手段４２から規
制ローラ対５２までの距離は、感熱材料Ａの搬送方向の
長さより若干短く設定されている。搬送手段４２による
搬送で感熱材料Ａの先端が規制ローラ対５２に至るが、
規制ローラ対５２は最初は停止しており、感熱材料Ａの
先端はここで一旦停止して位置決めされる。この感熱材
料Ａの先端が規制ローラ対５２に至った時点で、サーマ
ルヘッド６６（グレーズ）の温度が確認され、サーマル
ヘッド６６の温度が所定温度であれば、規制ローラ対５
２による感熱材料Ａの搬送が開始され、感熱材料Ａは、
記録部２０に搬送される。The distance between the conveying means 42 and the regulating roller pair 52 by the conveying guide 44 is set slightly shorter than the length of the heat-sensitive material A in the conveying direction. The leading end of the heat-sensitive material A reaches the regulating roller pair 52 by carrying by the carrying means 42,
The regulating roller pair 52 is initially stopped, and the leading end of the heat-sensitive material A is temporarily stopped and positioned here. When the tip of the heat-sensitive material A reaches the regulating roller pair 52, the temperature of the thermal head 66 (glaze) is confirmed. If the temperature of the thermal head 66 is a predetermined temperature, the regulating roller pair 5
2, the transfer of the heat-sensitive material A is started.
It is transported to the recording unit 20.

【００２２】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）
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
ものである。このサーマルヘッド６６には、冷却のため
のヒートシンク６７が固定される。また、サーマルヘッ
ド６６は、支点６８ａを中心に上下方向に回動自在な支
持部材６８に支持されている。このサーマルヘッド６６
のグレーズについては、後に詳述する。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 section 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 at a recording (pixel) density of about 300 dpi, for example, capable of recording an image up to a maximum of B4 size. Except for having a characteristic of the protective film, thermal recording on the thermal material A is performed. Heating element is one direction (main scanning direction)
Has a known configuration in which glazes are arranged. A heat sink 67 for cooling is fixed to the thermal head 66. The thermal head 66 is supported by a support member 68 that is rotatable up and down around a fulcrum 68a. This thermal head 66
Will be described later in detail. 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 5 cm.
Preferably, the recording density is 50 cm, the resolution is 6 dot / mm (about 150 dpi) or more, and the recording gradation is 256 or more.

【００２３】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ｘ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、弾性体である粘着ゴムローラ（図中上
側）と、通常のローラとからなるローラ対であり、粘着
ゴムローラが感熱材料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 a direction indicated by an arrow in the figure at a predetermined image recording speed while holding the heat-sensitive material A at a predetermined position, and rotates in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction (the direction indicated by an arrow x in FIG. 2). ) To transport the heat-sensitive material A. The cleaning roller pair 56 is a roller pair comprising an adhesive rubber roller (upper side in the figure) which is an elastic body and a normal roller. The adhesive rubber roller removes dust and the like adhered to the heat-sensitive recording layer of the heat-sensitive material A, It prevents dust from adhering to the glaze and adversely affecting image recording.

【００２４】図示例の記録装置１０において、感熱材料
Ａが搬送される前は、支持部材６８は上方に回動して、
サーマルヘッド６６のグレーズとプラテンローラ６０と
が接触する直前の待機位置となっている。前述の規制ロ
ーラ対５２による搬送が開始されると、感熱材料Ａは、
次いでクリーニングローラ対５６に挟持され、さらに、
ガイド５８によって案内されつつ搬送される。感熱材料
Ａの先端が記録開始位置（グレーズに対応する位置）に
搬送されると、支持部材６８が下方に回動して、グレー
ズとプラテンローラ６０とで感熱材料Ａが挟持されて、
記録層にグレーズが押圧された状態となり、感熱材料Ａ
はプラテンローラ６０によって所定位置に保持されつ
つ、プラテンローラ６０等によって副走査搬送される。
この搬送に伴い、グレーズの各発熱素子を記録画像に応
じて加熱することにより、感熱材料Ａに感熱記録が行わ
れる。In the illustrated recording apparatus 10, before the heat-sensitive material A is conveyed, the support member 68 rotates upward,
This is a standby position immediately before the glaze of the thermal head 66 comes into contact with the platen roller 60. When the conveyance by the above-described regulating roller pair 52 is started, the heat-sensitive material A
Next, it is nipped by the cleaning roller pair 56,
It is transported while being guided by the guide 58. When the leading end of the heat-sensitive material A is conveyed to the recording start position (the position corresponding to the glaze), the support member 68 rotates downward, and the heat-sensitive material A is sandwiched between the glaze and the platen roller 60,
The glaze is pressed against the recording layer, and the heat-sensitive material A
While being held at a predetermined position by the platen roller 60, the sheet is conveyed in the sub-scanning direction by the platen roller 60 and the like.
With this conveyance, each of the glaze heating elements is heated according to the recorded image, so that thermal recording is performed on the thermal material A.

【００２５】感熱記録が終了した感熱材料Ａは、ガイド
６２に案内されつつ、プラテンローラ６０および搬送ロ
ーラ対６３に搬送されて排出部２２のトレイ７２に排出
される。トレイ７２は、ハウジング２８に形成された排
出口７４を経て記録装置１０の外部に突出しており、画
像が記録された感熱材料Ａは、この排出口７４を経て外
部に排出され、取り出される。The heat-sensitive material A on which the heat-sensitive recording is completed is conveyed by the platen roller 60 and the conveying roller pair 63 while being guided by the guide 62, and is discharged to the tray 72 of the discharge section 22. The tray 72 protrudes outside the recording apparatus 10 through a discharge port 74 formed in the housing 28, and the heat-sensitive material A on which an image is recorded is discharged to the outside through the discharge port 74 and is taken out.

【００２６】図２（ａ）に、サーマルヘッド６６のグレ
ーズ（発熱素子）の概略断面図を、同図（ｂ）に、
（ａ）に示されるグレーズの多層保護膜９０の部分拡大
断面図を示す。図２（ａ）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２中では下となる）に形成
されるグレーズ層（畜熱層）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、発熱体８４あるいはさらに電
極８６等を保護するための保護膜等を有して構成され
る。図示例においては、好ましい態様として２種類の構
成の保護膜を有するもので、発熱体８４および電極８６
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、下層保護膜８８の上に上層保護膜として形成
される、本発明の特徴的な部分である多層保護膜９０と
が形成される。この多層保護膜９０は、図２（ｂ）に示
されるように、炭素を主成分とする保護膜であるカーボ
ン層９０ａと、半金属又は金属を主成分とする保護膜で
あるメタル層９０ｂとが交互に積層されて形成されたも
のである。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the glaze (heating element) of the thermal head 66, and FIG.
FIG. 2A is a partially enlarged cross-sectional view of the glaze multilayer protective film 90 shown in FIG. In FIG. 2A, the glaze is formed on the substrate 80 (the thermal head 66 in the illustrated example is pressed from above by the heat-sensitive material A, and therefore, becomes a lower layer in FIG. 2). A heat layer) 82, a heat generating (resistance) body 84 formed thereon, an electrode 86 formed thereon, and a protective film formed thereon to protect the heat generating body 84 or further the electrode 86 and the like. And so on. In the illustrated example, the heating element 84 and the electrode 86 have two types of protective films in a preferred embodiment.
And a multilayer protective film 90 which is a characteristic part of the present invention and is formed as an upper protective film on the lower protective film 88. You. As shown in FIG. 2B, the multilayer protective film 90 includes a carbon layer 90a that is a protective film mainly containing carbon, and a metal layer 90b that is a protective film mainly containing semimetal or metal. Are alternately laminated.

【００２７】本発明に用いられるサーマルヘッド６６
は、この多層保護膜９０以外は、基本的に公知のサーマ
ルヘッドと同様の構成とすることができる。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、金、銀、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 used in the present invention
Except for the multi-layer protective film 90, the configuration can be basically the same as that of a known thermal head. Therefore, there is no particular limitation on the other layer configuration and the material of each layer, and various known materials can be used. Specifically, the substrate 80 is made of an electrically insulating material such as heat-resistant glass, ceramics such as alumina, silica, and magnesia.
Heat-resistant glass or a heat-resistant resin such as a polyimide resin, and the heating element 84 as nichrome (Ni-Cr), tantalum,
Various heating materials such as tantalum nitride and conductive materials such as aluminum, gold, silver and copper can be used for the electrodes 86. The glaze (heating element) includes vacuum evaporation,
A thin-film heating element formed by using a so-called thin film forming technique such as CVD (Chemical Vapor Deposition) and sputtering and a photo-etching method, and a so-called thick film forming technique and etching by printing and firing such as screen printing. Is known as a thick-film type heating element.
May be formed by any method.

【００２８】上述のように、図示例のサーマルヘッド６
６は、好ましい態様として、多層保護膜９０と下層保護
膜８８の２種類の構成の保護膜を有する。このような下
層保護膜８８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が実現
できる。なお、本発明のサーマルヘッドはこのような下
層保護膜８８は有しない多層保護膜９０のみの構成とし
てもよく、この場合においても十分な耐久性を得ること
ができる。本発明のサーマルヘッド６６に形成してもよ
い下層保護膜８８としては、サーマルヘッドの保護膜と
成り得る耐熱性、耐蝕性および耐摩耗性を有する材料で
あるセラミックスを主成分とするものであれば特に限定
されず、各種のセラミックス材料が使用可能である。As described above, the thermal head 6 in the illustrated example
6 has two types of protective films, a multilayer protective film 90 and a lower protective film 88, as a preferred embodiment. By having such a lower protective film 88, wear resistance, corrosion resistance,
A more favorable result can be obtained in terms of corrosion resistance and the like, and a more durable and long-life thermal head can be realized. Note that the thermal head of the present invention may be configured with only the multilayer protective film 90 without such a lower protective film 88, and in this case, sufficient durability can be obtained. The lower protective film 88 which may be formed on the thermal head 66 of the present invention may be a material mainly composed of ceramics, which is a material having heat resistance, corrosion resistance and abrasion resistance which can be a protective film of the thermal head. There is no particular limitation, and various ceramic materials can be used.

【００２９】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(Al₂
O₃) 、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(Ti
C) 、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正、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。Specifically, silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), silicon carbide
(SiC), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), aluminum oxide (Al ₂
O ₃ ), sialon (SiAlON), ration (LaSiON), silicon oxide (SiO ₂ ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN),
Selenium oxide (SeO), titanium nitride (TiN), titanium carbide (Ti
C), titanium carbonitride (TiCN), chromium nitride (CrN), and mixtures thereof. Among them, silicon nitride, silicon carbide, sialon, and the like are preferably used in terms of ease of film formation, manufacturing adequacy such as manufacturing cost, and a balance between mechanical abrasion and chemical abrasion. Further, the lower protective film may contain a small amount of an additive such as a semi-metal or metal described later for adjusting the physical properties. There is no particular limitation on the method of forming the lower protective film 88, and the lower protective film 88 is formed by a known method of forming a ceramic film (layer) using the above-described thick film forming technology, thin film forming technology, or the like.

【００３０】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 lower protective film 88 may have a multilayer structure. When the lower protective film 88 has a multilayer structure, it may have a multilayer structure using different materials, or may have a multilayer structure having different layers of the same material having different densities.
Alternatively, it may have both of them.

【００３１】ここで、このような下層保護膜８８の上に
は、さらに上層保護膜が設けられるが、上層保護膜とし
てカーボン保護膜のみを設けたのでは、下層保護膜８８
との熱膨張係数の違いによるストレス等から保護膜の割
れや剥離が生じてしまうのは前述した通りである。これ
に対し、本発明のサーマルヘッド６６は、このような下
層保護膜８８の上に、上層保護膜として、カーボン層９
０ａとメタル層９０ｂとが交互に積層されて形成される
多層保護膜９０を有する。すなわち、本発明は、サーマ
ルヘッド基板８０の発熱抵抗体８４側に炭素を主成分と
する保護膜を形成するに際し、カーボン層９０ａとメタ
ル層９０ｂとが交互に積層された人工格子保護膜にする
ことにより、カーボン保護膜の靱性を向上し、機械的衝
撃、熱的衝撃にも十分耐えうる保護膜が得られることを
知見して完成されたものである。従って、本発明のサー
マルヘッド６６は、高画質・高階調記録をするために、
高分子フィルムに感熱記録層を塗布したような剛性の高
い感熱フィルムに対して、高エネルギー・高圧力下の記
録を行う場合においても、十分な耐久性を発揮すること
ができる。Here, an upper protective film is further provided on the lower protective film 88. However, if only the carbon protective film is provided as the upper protective film, the lower protective film 88 is not provided.
As described above, cracking and peeling of the protective film occur due to stress and the like due to the difference in thermal expansion coefficient. On the other hand, the thermal head 66 of the present invention has a carbon layer 9 on the lower protective film 88 as an upper protective film.
0a and a metal protective layer 90b are alternately stacked. That is, in the present invention, when forming a protective film containing carbon as a main component on the heat generating resistor 84 side of the thermal head substrate 80, an artificial lattice protective film in which carbon layers 90a and metal layers 90b are alternately laminated. This has been completed by finding that the toughness of the carbon protective film can be improved and a protective film that can sufficiently withstand mechanical shock and thermal shock can be obtained. Therefore, the thermal head 66 of the present invention is used for high-quality and high-gradation recording.
Even when recording under high energy and high pressure, sufficient durability can be exerted on a heat-sensitive film having high rigidity such as a heat-sensitive recording layer coated on a polymer film.

【００３２】多層保護膜９０のカーボン層９０ａに用い
る材料（以下、カーボン材料という）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。ここで、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層（保護膜）として、カーボン層９
０ａを用いている。本発明において、炭素を主成分とす
る層とは、５０ａｔｍ％超の炭素を含有するカーボン層
を言うが、このようなカーボン層としては、炭素および
不可避的不純物からなるカーボン層が好ましく、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層、例えばＤＬＣ（Di
amonnd Like Carbon）層が良い。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。As a material (hereinafter, referred to as a carbon material) used for the carbon layer 90a of the multilayer protective film 90, a sintered carbon material, a glassy carbon material and the like are preferably exemplified. Here, in the illustrated thermal head 66,
As a layer (protective film) mainly composed of carbon, a carbon layer 9
0a is used. In the present invention, the layer containing carbon as a main component refers to a carbon layer containing more than 50 atm% of carbon, and such a carbon layer is preferably a carbon layer composed of carbon and unavoidable impurities, and more preferably. Is a high-purity carbon layer containing very little or no unavoidable impurities, for example, DLC (DiC
amonnd Like Carbon) layer is good. Here, examples of the inevitable impurities include a gas used in the process such as argon (Ar) and a residual gas in a vacuum chamber such as oxygen, but it is preferable that the mixing of these gas components is as small as possible. , Preferably at most 2 atm%, more preferably at most 0.5 atm%.

【００３３】本発明において、炭素を主成分とする層を
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、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、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層中のこれら
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、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層中のこれらの含有量が２０
ａｔｍ％以下であるのが好ましい。以下の説明では、炭
素を主成分とする層として、カーボン層９０ａ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
する層にも適用可能であることはいうまでもないことで
ある。In the present invention, as an additional component other than carbon forming a layer containing carbon as a main component, substances such as hydrogen, nitrogen, fluorine, etc., Si, Ti, Zr, Hf, V, N
Preferable examples include semimetals and metals such as b, Ta, Cr, Mo, and W. When the additional component is a substance such as hydrogen, nitrogen, and fluorine, the content of these in the layer containing carbon as a main component is preferably less than 50 atm%, and the additional component may be the above-described Si, Ti, or the like. In the case of a metalloid or metal, the content thereof in the layer containing carbon as a main component is 20%.
It is preferably at most atm%. In the following description, the carbon layer 90a will be described as a typical example of the layer containing carbon as a main component, but it is needless to say that the description can be applied to other layers containing carbon as a main component. It is.

【００３４】また、多層保護膜９０のメタル層９０ｂに
用いる材料（以下、メタル材料という）としては、半金
属又は金属を主成分とするものを用いるが、好ましい主
成分としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等が挙げられる。中でも炭素との結
合が強い点でＳｉ、Ｔｉ、ＴａおよびＷがより好まし
く、さらにその中でも、下層保護膜８８を有する場合に
おける密着性が強く、安価に入手でき生産性の点で優れ
る点でＳｉおよびＴｉが最も好ましい。なお、これらの
半金属又は金属は、２種以上を用いてもよく、合金とし
てもよい。As a material (hereinafter, referred to as a metal material) used for the metal layer 90b of the multilayer protective film 90, a material containing a semi-metal or a metal as a main component is used. Zr, Hf, V, Nb, T
a, Cr, Mo, W and the like. Above all, Si, Ti, Ta and W are more preferable in that they have a strong bond with carbon. Among them, Si, in which the lower protective film 88 is provided, has high adhesion, is inexpensive, and is excellent in productivity. And Ti are most preferred. Note that two or more of these metalloids or metals may be used, or an alloy may be used.

【００３５】多層保護膜９０におけるカーボン層９０ａ
の膜厚およびメタル層９０ｂの膜厚はいずれも０．５〜
５０nmとするのが好ましい。さらに好ましくは界面での
結合度を良くするために１nm〜２０nm、最も好ましくは
２〜１０nmである。また、メタル層９０ｂとカーボン層
９０ａとの厚み比率、すなわち、（メタル層９０ｂの膜
厚）／（カーボン層９０ａの膜厚）は０．０１〜１０
０、好ましくは層間の応力バランスをよくするために
０．０５〜２０、さらに好ましくは０．１〜１０であ
る。The carbon layer 90a in the multilayer protective film 90
And the thickness of the metal layer 90b are both 0.5 to
Preferably it is 50 nm. More preferably, the thickness is 1 nm to 20 nm, most preferably 2 to 10 nm in order to improve the degree of bonding at the interface. The thickness ratio between the metal layer 90b and the carbon layer 90a, that is, (the thickness of the metal layer 90b) / (the thickness of the carbon layer 90a) is 0.01 to 10%.
0, preferably 0.05 to 20, more preferably 0.1 to 10 to improve the stress balance between layers.

【００３６】このような多層保護膜９０の全厚は、下層
保護膜８８を有する場合とこれを有しない場合とで異な
る。すなわち、図示例のように下層にセラミクスからな
る下層保護膜８８を有する場合には、多層保護膜９０の
全厚は０．５〜１０μｍとするのが好ましく、より好ま
しくは０．５〜５μｍである。この場合において、下層
保護膜８８の膜厚は０．５〜５０μｍとするのが好まし
いが、より好ましくは感熱記録時の熱伝導率を良くする
点で２〜１５μｍである。一方、下層保護膜８８を有さ
ず、多層保護膜９０のみを有する場合には、多層保護膜
９０の全厚は０．５〜２０μｍとするのが好ましく、よ
り好ましくは感熱記録時の熱伝導率を良くする点で１〜
１０μｍである。The total thickness of such a multilayer protective film 90 differs depending on whether or not the lower protective film 88 is provided. That is, when the lower protective film 88 made of ceramics is provided in the lower layer as shown in the illustrated example, the total thickness of the multilayer protective film 90 is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm. is there. In this case, the thickness of the lower protective film 88 is preferably 0.5 to 50 μm, and more preferably 2 to 15 μm from the viewpoint of improving the thermal conductivity during thermal recording. On the other hand, in a case where the lower protective film 88 is not provided and only the multilayer protective film 90 is provided, the total thickness of the multilayer protective film 90 is preferably 0.5 to 20 μm, and more preferably, the heat conduction during thermal recording. 1 to improve the rate
10 μm.

【００３７】多層保護膜９０の形成方法としては、カー
ボン材料およびメタル材料をそれぞれターゲット状にし
てスパッタリングにより形成する方法、イオンビーム、
電子ビーム、抵抗加熱などを前記材料に照射し蒸発させ
る加熱蒸発手段により形成する方法等が挙げられる。中
でも、カーボン層９０ａ、メタル層９０ｂの膜厚をオン
グストロームオーダーで制御でき、人工格子を形成する
のに最も適している点で、スパッタリングによる方法を
用いるのが好ましい。カーボン層９０ａおよびメタル層
９０ｂを交互に順次繰り返して形成する方法としては、
成膜装置内において、カーボン層の材料の構成原子、分
子等の構成成分がプラズマにより飛来してくる部分と、
メタル層の材料の構成原子、分子等の構成成分がプラズ
マにより飛来してくる部分とを設け、サーマルヘッドの
グレーズの表面を上記構成成分が飛来してくる方向に向
けた状態で、２つの領域を順次繰り返し移動させること
により行えばよい。例えば、後述するように、回転機構
が設けられた円板状の基板ホルダ１０８にグレーズを取
り付け、この基板ホルダ１０８を回転させることによ
り、２つの領域を順次通過させる方法とするのが好まし
い。As a method for forming the multilayer protective film 90, a method in which a carbon material and a metal material are respectively formed as targets by sputtering, an ion beam,
A method of forming the material by heating and evaporating the material by irradiating the material with an electron beam, resistance heating, or the like may be used. Among them, it is preferable to use a sputtering method because the thicknesses of the carbon layer 90a and the metal layer 90b can be controlled on the order of angstroms and are most suitable for forming an artificial lattice. As a method of alternately and sequentially forming the carbon layer 90a and the metal layer 90b,
In the film forming apparatus, a part in which constituent atoms such as constituent atoms and molecules of the material of the carbon layer fly by plasma,
A portion where constituent elements such as constituent atoms and molecules of the metal layer fly by plasma is provided, and the glaze surface of the thermal head is oriented in the direction in which the above constituent components fly. May be performed by sequentially and repeatedly moving. For example, as described below, it is preferable to adopt a method in which a glaze is attached to a disk-shaped substrate holder 108 provided with a rotation mechanism, and the substrate holder 108 is rotated to sequentially pass two regions.

【００３８】また、カーボン層９０ａおよびメタル層９
０ｂの各層の膜厚はそれぞれ一定にしても、あるいは変
化させてもよい。例えば、各層の膜厚が下層側から上層
側に向かって小さくなるように、あるいは、その逆とな
るように形成してもよい。この場合は多層保護膜９０の
形成時に各領域を通過させる時間を変化させることによ
り行えばよく、後述の垂直回転方式のスパッタリング装
置を用いる場合には、徐々に回転数を上げること又は下
げることにより行うことができる。さらには、メタル層
９０ｂの膜厚をカーボン層９０ａの膜厚に比して厚くす
る、あるいは、その逆としてもよい。この場合において
も、多層保護膜９０を形成する際に、２つの領域の一方
の領域の通過時間を他方の領域の通過時間よりも長くす
る、あるいは、短くすることにより行うことができる。The carbon layer 90a and the metal layer 9
The thickness of each layer of Ob may be constant or may be varied. For example, the layers may be formed such that the thickness of each layer decreases from the lower layer side to the upper layer side, or vice versa. In this case, it may be performed by changing the time of passing through each region when forming the multilayer protective film 90, and when using a vertical rotation type sputtering apparatus described later, by gradually increasing or decreasing the number of rotations. It can be carried out. Further, the thickness of the metal layer 90b may be made larger than the thickness of the carbon layer 90a, or vice versa. Also in this case, when the multilayer protective film 90 is formed, the pass time of one of the two regions can be made longer or shorter than the pass time of the other region.

【００３９】図３に、多層保護膜９０を形成する垂直回
転方式のスパッタリング装置の概念図を示す。スパッタ
リング装置１００は、基本的に、真空チャンバ１０２
と、ガス導入部１０４と、スパッタリング手段１０６
ａ，１０６ｂと、基板ホルダ１０８とを有して構成され
る。すなわち、図示例のスパッタリング装置１００は、
好ましい態様として、垂直回転方式により複数の材料を
同時にスパッタリングできるように、スパッタリング手
段１０６ａ，１０６ｂが真空チャンバ内に複数個並べて
設けられている。FIG. 3 is a conceptual diagram of a vertical rotation type sputtering apparatus for forming the multilayer protective film 90. As shown in FIG. The sputtering apparatus 100 basically includes a vacuum chamber 102
, Gas introduction unit 104, sputtering means 106
a, 106 b and a substrate holder 108. That is, the illustrated sputtering apparatus 100 includes:
In a preferred embodiment, a plurality of sputtering means 106a and 106b are provided side by side in a vacuum chamber so that a plurality of materials can be simultaneously sputtered by a vertical rotation method.

【００４０】図示例のスパッタリング装置１００は、ス
パッタリング手段が２つ設けられており（図中１０６
ａ，１０６ｂ）、この２つのスパッタリング手段１０６
ａ，１０６ｂと対向して、円板状の基板ホルダ１０８が
円周方向に回転可能に設けられる。従って、各スパッタ
リング手段１０６ａ，１０６ｂのカソード１１２ａ，１
１２ｂ上にカーボン材料、メタル材料のターゲットをそ
れぞれ配置し、基板ホルダ１０８の所定位置にサーマル
ヘッド６６のグレーズを取り付け、この基板ホルダ１０
８を回転させながらスパッタリングを行うことにより、
グレーズをカーボン材料の飛来領域（スパッタ領域）と
メタル材料の飛来領域（スパッタ領域）とを順次通過さ
せることができ、カーボン材料、メタル材料のそれぞれ
のターゲット組成からなる膜を交互に積層させて形成す
ることができる。The illustrated sputtering apparatus 100 is provided with two sputtering means (106 in the figure).
a, 106b), the two sputtering means 106
A disk-shaped substrate holder 108 is provided so as to be rotatable in the circumferential direction so as to oppose a and b. Therefore, the cathodes 112a, 1 of each of the sputtering means 106a, 106b.
A target made of a carbon material and a target made of a metal material are placed on the substrate holder 12b, and a glaze of the thermal head 66 is attached to a predetermined position of the substrate holder 108.
By performing sputtering while rotating 8,
The glaze can sequentially pass through the flying region (sputtering region) of the carbon material and the flying region (sputtering region) of the metal material, and is formed by alternately stacking films made of the respective target compositions of the carbon material and the metal material. can do.

【００４１】真空チャンバ１０２は、後述するカソード
１１２ａ、１１２ｂの磁場が影響を受けないようにＳＵ
Ｓ３０４等の非磁性材料で形成されるのが好ましい。ま
た、本発明の上層保護膜９０を形成に用いられる真空チ
ャンバ１０２は、初期排気の到達圧力で２×１０^-5Torr
以下、好ましくは５×１０^-6Torr以下、成膜中は１×１
０^-4Torr〜１×１０^-2Torrを達成する真空シール性を有
するのが好ましい。真空チャンバ１０２に取り付けられ
る真空排気手段１１０としては、ロータリーポンプ、メ
カニカルブースタポンプ、ターボポンプを組み合わせた
排気手段が好適に例示され、また、ターボポンプの代わ
りにディフュージョンポンプやクライオポンプを用いた
排気手段も好適に例示される。真空排気手段１１０の排
気能力や数は、真空チャンバ１０２の容積や成膜時のガ
ス流量等に応じて適宜選択すればよい。また、排気速度
を高めるために、バイパス配管を用いた配管の排気抵抗
の調整や、オリフィスバルブを設けてその開口度調整等
の方法で、排気速度を調整可能なように構成してもよ
い。The vacuum chamber 102 is provided with an SU so that the magnetic field of the cathodes 112a and 112b described later is not affected.
It is preferably formed of a non-magnetic material such as S304. The vacuum chamber 102 used to form the upper protective film 90 of the present invention has a pressure of 2 × 10 ⁻⁵ Torr at the ultimate pressure of the initial evacuation.
Or less, preferably 5 × 10 ⁻⁶ Torr or less, and 1 × 1 during film formation.
It is preferable to have a vacuum sealing property to achieve 0 ^-4 Torr to 1 × 10 ^-2 Torr. As the evacuation unit 110 attached to the vacuum chamber 102, an evacuation unit combining a rotary pump, a mechanical booster pump, and a turbo pump is preferably exemplified, and an evacuation unit using a diffusion pump or a cryopump instead of the turbo pump. Are also preferably exemplified. The evacuation capacity and number of the evacuation means 110 may be appropriately selected according to the volume of the vacuum chamber 102, the gas flow rate during film formation, and the like. Further, in order to increase the exhaust speed, the exhaust speed may be adjusted by adjusting the exhaust resistance of a pipe using a bypass pipe, or by providing an orifice valve and adjusting the opening degree thereof.

【００４２】ガス導入部１０４は、プラズマを発生する
ためのガスを導入する部位で、導入部がＯリング等で真
空シールされたステンレス製のパイプ等を用いて、真空
チャンバ１０２内にガスを導入する。また、ガスの導入
量は、マスフローコントローラ等の公知の方法で制御さ
れる。ガス導入部１０４は、ガスを基本的に真空チャン
バ１０２内のプラズマ発生領域の近傍に拭き出すように
構成される。また、吹き出し位置は、発生するプラズマ
の分布に影響を与えないように最適化するのが好まし
い。多層保護膜を生成するためのプラズマ発生用のガス
としては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノン等の不活性ガスが用いられるが、中で
も特に、価格および入手の容易性の点で、アルゴンガス
が好適に用いられる。The gas introducing section 104 is a section for introducing a gas for generating plasma. The introducing section introduces the gas into the vacuum chamber 102 using a stainless steel pipe or the like which is vacuum-sealed with an O-ring or the like. I do. Further, the amount of gas introduced is controlled by a known method such as a mass flow controller. The gas introduction unit 104 is configured to basically wipe out a gas in the vicinity of a plasma generation region in the vacuum chamber 102. Further, it is preferable to optimize the blowing position so as not to affect the distribution of the generated plasma. As a gas for generating a plasma for generating the multilayer protective film, for example, an inert gas such as helium, neon, argon, krypton, or xenon is used. Among them, particularly, in terms of price and availability, Argon gas is preferably used.

【００４３】スパッタリングでは、カソード１１２ａ，
１１２ｂにスパッタリングするターゲット材１１４ａ，
１１４ｂを配置し、カソード１１２ａ，１１２ｂを負電
位にすると共に、ターゲット材１１４ａ，１１４ｂ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１
１４ａ，１１４ｂ（その原子）を弾き出して、対向して
配置した基板（すなわち、サーマルヘッド６６のグレー
ズ）の表面に付着させ、堆積することにより成膜する。
スパッタリング手段１０６ａ，１０６ｂは、このカソー
ド１１２ａ，１１２ｂ、ターゲット材１１４ａ，１１４
ｂの配置部、シャッタ１１６ａ，１１６ｂ等を有するも
のである。In sputtering, the cathodes 112a,
Target material 114a to be sputtered on 112b,
114b, the cathodes 112a and 112b are set to a negative potential, and plasma is generated on the surfaces of the target materials 114a and 114b, so that the target material 1
14a and 114b (the atoms thereof) are ejected, adhered to the surface of a substrate (that is, the glaze of the thermal head 66) disposed opposite, and deposited to form a film.
The sputtering means 106a and 106b are provided with the cathodes 112a and 112b and the target materials 114a and 114, respectively.
b, shutters 116a and 116b, and the like.

【００４４】ターゲット材１１４ａ，１１４ｂの表面に
プラズマを発生する際には、直流電源１１８ａ，１１８
ｂのマイナス側を直接カソード１１２ａ，１１２ｂに接
続し、３００Ｖ〜１０００Ｖの直流電圧を印加する。直
流電源１１８ａ，１１８ｂの出力としては、１ｋＷ〜１
０ｋＷ程度の範囲であり、多層保護膜の生成に必要にし
て十分な出力を有するものを適宜選択すればよい。な
お、カソード１１２ａ，１１２ｂの形状は、多層保護膜
が形成される基板の形状等に応じて適宜決定すればよ
い。また、アーク防止等の点で、２ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ
にパルス変調した直流電源も好適に利用可能である。ま
た、プラズマの発生には、高周波電源も利用可能であ
る。高周波電源を用いる場合には、マッチングボックス
を介してカソード１１２ａ，１１２ｂに高周波電圧を印
加することにより、プラズマを発生させる。その際に
は、マッチングボックスによってインピーダンス整合を
行い、高周波電圧の反射波が入射波に対して２５％以下
となるように調整する。高周波電源としては、工業用の
１３．５６ＭＨｚで、１ｋＷ〜１０ｋＷ程度の範囲で、
多層保護膜の生成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、パルス変調した高周波電
源も使用可能である。When generating plasma on the surfaces of the target materials 114a and 114b, the DC power supplies 118a and 118
The negative side of b is directly connected to the cathodes 112a and 112b, and a DC voltage of 300 V to 1000 V is applied. The outputs of the DC power supplies 118a and 118b are 1 kW to 1
A range of about 0 kW, which has a sufficient output necessary for forming the multilayer protective film, may be appropriately selected. Note that the shapes of the cathodes 112a and 112b may be appropriately determined according to the shape of the substrate on which the multilayer protective film is formed. In addition, in terms of arc prevention, etc., 2 kHz to 20 kHz
A DC power supply that has been pulse-modulated can also be suitably used. In addition, a high frequency power supply can be used to generate plasma. When a high-frequency power supply is used, plasma is generated by applying a high-frequency voltage to the cathodes 112a and 112b via the matching box. At this time, impedance matching is performed by a matching box, and adjustment is performed so that the reflected wave of the high-frequency voltage is 25% or less of the incident wave. As a high-frequency power supply, 13.56 MHz for industrial use, in the range of about 1 kW to 10 kW,
A material having a sufficient output necessary and necessary for forming the multilayer protective film may be appropriately selected. Also, a pulse-modulated high-frequency power supply can be used.

【００４５】ターゲット材１１４ａ，１１４ｂは、In系
ハンダや機械的な固定手段を用いて直接カソード１１２
ａ，１１２ｂに固定してもよいが、通常は、無酸素銅や
ステンレス等からなるバッキングプレート１２０ａ，１
２０ｂをカソード１１２ａ，１１２ｂに固定し、その上
にターゲット材１１４ａ，１１４ｂを前述のようにして
張り付ける。また、カソード１１２ａ，１１２ｂおよび
バッキングプレート１２０ａ，１２０ｂはプラズマによ
り加熱されるので、水冷可能に構成され、これにより、
間接的にターゲット材１１４ａ，１１４ｂも水冷され
る。The target materials 114a and 114b are directly connected to the cathode 112 using In-based solder or mechanical fixing means.
a, 112b, but usually, a backing plate 120a, 1 made of oxygen-free copper, stainless steel, or the like.
20b is fixed to the cathodes 112a and 112b, and the target materials 114a and 114b are attached thereon as described above. Further, since the cathodes 112a and 112b and the backing plates 120a and 120b are heated by the plasma, they are configured to be water-coolable.
The target materials 114a and 114b are also indirectly water-cooled.

【００４６】なお、スパッタリング装置１００内に設け
られる２つのターゲット材１１４ａ，１１４ｂとして
は、焼結カーボン材、グラッシーカーボン材等のカーボ
ン材料、および、Ｓｉ、Ｔｉ等のメタル材料をそれぞれ
用いるのが好ましいのは、前述した通りである。また、
これらのターゲット材の形状は、多層保護膜９０が形成
されるサーマルヘッド６６のグレーズの形状、あるいは
スパッタリング装置の構造等に応じて適宜決定すればよ
い。As the two target materials 114a and 114b provided in the sputtering apparatus 100, it is preferable to use a carbon material such as a sintered carbon material and a glassy carbon material, and a metal material such as Si and Ti, respectively. Is as described above. Also,
The shape of these target materials may be appropriately determined according to the glaze shape of the thermal head 66 on which the multilayer protective film 90 is formed, the structure of a sputtering device, or the like.

【００４７】多層保護膜９０の形成は、カソード１１２
ａ，１１２ｂの内部に永久磁石や電磁石等の磁石１１３
ａ，１１３ｂを配置し、ターゲット材１１４ａ，１１４
ｂ表面に磁場を形成してプラズマを閉じ込めてスパッタ
リングを行うマグネトロンスパッタリングも好適に利用
可能である。このマグネトロンスパッタリングは、成膜
速度が早い点で好ましい。永久磁石や電磁石の形状や位
置、数、生成する磁場の強さ等は形成する多層保護膜の
厚さや膜厚分布、ターゲット材１１４の形状等に応じて
適宜決定される。また永久磁石として、Sm-Co 磁石やNd
-Fe-B 磁石等の高磁場が発生可能な磁石を用いることに
より、プラズマを十分閉じ込めることができる等の点で
好ましい。本発明のように複数の材料をスパッタリング
するためには、このようなカソードを真空チャンバ１０
２内に複数個並べて設ければよい。また、カソード１１
２ａ，１１２ｂ相互間の干渉を少なくするためには、カ
ソード１１２ａ，１１２ｂとターゲット材１１４ａ，１
１４ｂを金属板によりシールドすればよい。The formation of the multilayer protective film 90 is performed by the cathode 112
a, 112b, a magnet 113 such as a permanent magnet or an electromagnet.
a, 113b, and target materials 114a, 114b.
Magnetron sputtering, in which a magnetic field is formed on the surface b to confine plasma and perform sputtering, can also be suitably used. This magnetron sputtering is preferable in that the film forming speed is high. The shape, position, and number of the permanent magnets and electromagnets, the strength of the generated magnetic field, and the like are appropriately determined according to the thickness and thickness distribution of the multilayer protective film to be formed, the shape of the target material 114, and the like. As permanent magnets, Sm-Co magnets and Nd
Use of a magnet capable of generating a high magnetic field, such as a -Fe-B magnet, is preferable in that plasma can be sufficiently confined. In order to sputter a plurality of materials as in the present invention, such a cathode is connected to a vacuum chamber 10.
It suffices to arrange a plurality of them in 2. In addition, the cathode 11
In order to reduce interference between the cathodes 112a and 112b and the target materials 114a and 1b,
14b may be shielded by a metal plate.

【００４８】基板ホルダ１０８は、サーマルヘッド６６
を固定して、基板となるグレーズをカソード１１２ａ，
１１２ｂに対して対向して固定するための、円周方向に
回転可能な円板状のパレットである。このような基板ホ
ルダ１０８は、真空チャンバ１０２内に円周状に複数個
配設されたカソード１１２ａ，１１２ｂと対向して設け
られ、これらカソード１１２ａ，１１２ｂの上方（図示
例では左側）を順次通過できるように回転可能に構成さ
れる。このため、基板ホルダ１０８の中心が、回転駆動
軸１２６を介してモータ１２４と連結される。こうする
ことにより、モータ１２４により基板ホルダ１０８を回
転させながらスパッタリングを行うことができ、それぞ
れのカソード１１２ａ，１１２ｂに取り付けられたター
ゲット材１１４ａ，１１４ｂの構成成分がスパッタリン
グにより順次積層され、多層保護膜９０を形成すること
ができる。また、基板ホルダ１０８に取り付けた基板
（グレーズ）自体を基板ホルダ１０８面上で回転させな
がらスパッタリングすることで、膜厚分布を均一化する
ことも可能である。The substrate holder 108 holds the thermal head 66
Is fixed, and the glaze serving as a substrate is changed to the cathode 112a,
It is a disk-shaped pallet that is rotatable in the circumferential direction and is fixed to face 112b. Such a substrate holder 108 is provided so as to face a plurality of cathodes 112a and 112b circumferentially arranged in the vacuum chamber 102, and sequentially passes above the cathodes 112a and 112b (left side in the illustrated example). It is configured to be rotatable as much as possible. Therefore, the center of the substrate holder 108 is connected to the motor 124 via the rotation drive shaft 126. By doing so, sputtering can be performed while rotating the substrate holder 108 by the motor 124, and the constituent components of the target materials 114a, 114b attached to the respective cathodes 112a, 112b are sequentially laminated by sputtering, and the multilayer protective film is formed. 90 can be formed. Further, it is also possible to make the film thickness uniform by sputtering while rotating the substrate (glaze) itself attached to the substrate holder 108 on the surface of the substrate holder 108.

【００４９】基板ホルダ１０８の回転数は１〜１００ｒ
ｐｍ程度で適宜選択すればよい。なお、サーマルヘッド
自体を基板ホルダ１０８面上で回転させる場合には基板
ホルダ１０８の回転数に対して１〜１０倍程度の範囲の
回転数で適宜選択すればよい。カソードを真空チャンバ
１０２内に並列状に配置する場合には、これらのカソー
ド上方で基板ホルダを往復させる往復移動機構を設け、
サーマルヘッド６６表面が各カソード上方を順次往復移
動できるように構成すればよい。この場合には、各カソ
ードを往復する周期は０．０１〜２Ｈｚ程度であればよ
く、上述の回転数とほぼ同等となるように適宜選択すれ
ばよい。なお、これらの方法は、基板（グレーズ）のサ
イズ、膜厚分布等から適宜選択すればよい。また、基板
（グレーズ）とターゲット材１１４ａ，１１４ｂ表面と
の距離は２０〜２００mm程度の範囲とするのがよく、膜
厚分布が良好になるように最適化すればよい。The number of rotations of the substrate holder 108 is 1 to 100 r
It may be appropriately selected at about pm. When the thermal head itself is rotated on the surface of the substrate holder 108, the number of rotations in the range of about 1 to 10 times the number of rotations of the substrate holder 108 may be appropriately selected. When the cathodes are arranged in parallel in the vacuum chamber 102, a reciprocating mechanism for reciprocating the substrate holder above these cathodes is provided.
What is necessary is just to comprise so that the surface of the thermal head 66 can reciprocate sequentially above each cathode. In this case, the reciprocating cycle of each cathode may be about 0.01 to 2 Hz, and may be appropriately selected so as to be substantially equal to the above-described rotation speed. Note that these methods may be appropriately selected from the size of the substrate (glaze), the film thickness distribution, and the like. The distance between the substrate (glaze) and the surfaces of the target materials 114a and 114b is preferably in the range of about 20 to 200 mm, and may be optimized so that the film thickness distribution is good.

【００５０】サーマルヘッド６６に下層保護膜８８を設
ける場合において、本発明に用いるサーマルヘッド６６
を作製する際には、多層保護膜９０と下層保護膜８８と
の密着性を向上するために、多層保護膜９０の形成に先
立ち、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、予めプラズマをプラズマ発
生手段により発生させ、基板に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、高周波電圧により直
接プラズマを発生させそのプラズマを利用する方法が挙
げられる。なお、プラズマ発生手段は前述の方法を用い
ればよい。When the lower protective film 88 is provided on the thermal head 66, the thermal head 66 used in the present invention is used.
In order to improve the adhesion between the multilayer protective film 90 and the lower protective film 88, the surface is preferably etched with plasma prior to the formation of the multilayer protective film 90.
Examples of the etching method include a method in which plasma is generated in advance by plasma generating means and a high-frequency voltage is applied to the substrate through a matching box, or a method in which plasma is directly generated by the high-frequency voltage and the plasma is used. Note that the above-described method may be used as the plasma generating means.

【００５１】そのために、図示例のスパッタリング装置
１００においては、基板ホルダ１０８に、高周波電圧を
印加するためのバイアス電源１２２が接続されている。
バイアス電源１２２は、マッチングボックスを介して基
板に高周波電圧を印加するもので、工業用の１３．５６
ＭＨｚで、１ｋＷ〜５ｋＷ程度のものから適宜選択すれ
ばよい。また、エッチングの強さは、基板に印加される
バイアス電圧を目安にすればよく、通常、負の１００Ｖ
〜５００Ｖの範囲で、適宜最適化を図ればよい。一方、
サーマルヘッド６６に下層保護膜８８を設けない場合に
おいても、特に大気中などプロセスが酸素を介在する雰
囲気にさらされる場合には、極表面の酸化層を除去する
ためにエッチングを行うのが好ましい。For this purpose, in the illustrated sputtering apparatus 100, a bias power supply 122 for applying a high-frequency voltage is connected to the substrate holder 108.
The bias power supply 122 is for applying a high-frequency voltage to the substrate via a matching box, and is used for an industrial 13.56.
The frequency may be appropriately selected from those of about 1 kW to 5 kW in MHz. The etching strength may be determined by using a bias voltage applied to the substrate as a guide.
Optimization may be appropriately performed in the range of up to 500 V. on the other hand,
Even when the lower protective film 88 is not provided on the thermal head 66, particularly when the process is exposed to an atmosphere in which oxygen is present, such as in the air, it is preferable to perform etching to remove the oxide layer on the extreme surface.

【００５２】以上、本発明のサーマルヘッドおよびその
製造方法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。As described above, the thermal head and the method of manufacturing the same according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described example, and various improvements and changes may be made.

【００５３】[0053]

【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。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.

【００５４】（実施例１）図３に示されるスパッタリン
グ装置１００を用意した。詳細は以下のとおりである。Example 1 A sputtering apparatus 100 shown in FIG. 3 was prepared. Details are as follows.

【００５５】ａ．真空チャンバ１０２ 真空排気手段１１０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、それぞれ１台ずつ有する、ＳＵＳ３
０４製で容積が０．５m³の真空チャンバ１０２を使用し
た。なお、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％まで調整できるよう
に構成してある。A. Vacuum chamber 102 SUS3 having, as vacuum evacuation means 110, a rotary pump having a pumping speed of 1500 L (liter) / min, a mechanical booster pump having a pump speed of 12000 L / min, and a turbo pump having a pump speed of 3000 L / sec.
A vacuum chamber 102 having a capacity of 0.5 m ³ made of 04 was used. An orifice valve is arranged in the suction part of the turbo pump so that the opening degree can be adjusted from 10 to 100%.

【００５６】ｂ．ガス導入部１０４ 最大流量１００〜５００[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構成し
た。ステンレス製パイプと真空チャンバ１０２との接合
部は、Ｏリングによって真空シールした。なお、以下に
示す多層保護膜の生成時には、プラズマ発生用ガスとし
てアルゴンガスを用いた。B. The gas introduction unit 104 was configured using a mass flow controller having a maximum flow rate of 100 to 500 [sccm] and a stainless steel pipe having a diameter of 6 mm. The joint between the stainless steel pipe and the vacuum chamber 102 was vacuum-sealed with an O-ring. Note that an argon gas was used as a plasma generation gas when the multilayer protective film described below was generated.

【００５７】ｃ．スパッタリング手段１０６ 永久磁石１１２ａとしてSm-Co 磁石を内部に配置した、
幅８００mm×高さ２００mmの矩形のカソード１１２を用
いた。バッキングプレート１２０としては、矩形状に加
工した無酸素銅材を用い、カソード１１２にIn系ハンダ
を用いて張り付けた。また、カソード１１２内部を水冷
することにより、磁石、カソード１１２およびバッキン
グプレート１２０裏面を冷却した。また、電源１１８と
して、最大出力８ｋＷの負電位の直流電源を用い３〜６
ｋＷ印加した。なお、この直流電源は、２ｋＨｚ〜２０
ｋＨｚの範囲でパルス状に変調できるように構成してあ
る。C. A Sm-Co magnet was disposed inside as a sputtering means 106 permanent magnet 112a,
A rectangular cathode 112 having a width of 800 mm and a height of 200 mm was used. As the backing plate 120, an oxygen-free copper material processed into a rectangular shape was used, and the cathode 112 was attached to the cathode 112 using In-based solder. The magnet, the cathode 112 and the back surface of the backing plate 120 were cooled by water-cooling the inside of the cathode 112. Further, as the power supply 118, a DC power supply of a negative potential with a maximum output of 8 kW is used,
kW was applied. Note that this DC power supply has a frequency range of 2 kHz to 20 kHz.
It is configured so that it can be modulated in a pulse shape in the range of kHz.

【００５８】ｄ．基板ホルダ１０８ 基板Ｂ（すなわち、サーマルヘッド６６のグレーズ）
は、回転機構を有する基板ホルダ１０８に取り付けら
れ、各カソード１１２ａ，１１２ｂに対向した状態で円
周方向に回転して移動できるように構成した。このと
き、ターゲット材１１４との距離が５０mm〜１５０mmの
間で調整可能とした。また、エッチング用の高周波電圧
が印加できるように、基板によるサーマルヘッドの保持
部分を浮遊電位にした。D. Substrate holder 108 Substrate B (that is, glaze of thermal head 66)
Is mounted on a substrate holder 108 having a rotation mechanism, and is configured to be rotatable and movable in a circumferential direction in a state facing the cathodes 112a and 112b. At this time, the distance from the target material 114 was adjustable between 50 mm and 150 mm. Further, the holding portion of the thermal head by the substrate was set to a floating potential so that a high frequency voltage for etching could be applied.

【００５９】ｅ．バイアス電源１２２ 基板ホルダ１０８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。E. Bias power supply 122 A high-frequency power supply was connected to the substrate holder 108 via a matching box. The high frequency power supply has a frequency of 13.56M
At Hz, the maximum power is 3 kW. The high-frequency power supply is configured to be capable of adjusting a high-frequency output in a negative range of 100 V to 500 V by monitoring a self-bias voltage.

【００６０】＜サーマルヘッドの作製＞このようなスパ
ッタリング装置１００を用いて、以下に示すようにして
サーマルヘッド（京セラ社製 KGT-260-12MPH8）のグレ
ーズの表面に、上層保護膜として多層保護膜９０を形成
し、サーマルヘッドを作製した。なお、この多層保護膜
９０が形成される基となるサーマルヘッド６６には、グ
レーズ８２の表面に下層保護膜８８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であり、上
層保護膜となる多層保護膜９０は、この窒化珪素膜の上
層に成膜される。<Preparation of Thermal Head> Using such a sputtering apparatus 100, a multilayer protective film as an upper protective film was formed on the glaze surface of a thermal head (KGT-260-12MPH8 manufactured by Kyocera) as shown below. 90 was formed to produce a thermal head. The thermal head 66 on which the multilayer protective film 90 is formed has a lower protective film 88 on the surface of the glaze 82 as a lower protective film 88 having a thickness of 11 μm.
Of silicon nitride film (Si ₃ N ₄ ) is formed. Therefore, in this embodiment, the silicon nitride film is the lower protective film 88, and the multilayer protective film 90 serving as the upper protective film is formed on the silicon nitride film.

【００６１】グレーズ８２がターゲット材１１４ａ，１
１４ｂに対向するように、真空チャンバ１０２内の基板
ホルダ１０８にサーマルヘッド６６を固定した。なお、
サーマルヘッド６６の上層保護膜の形成部分以外（すな
わち、グレーズ８２以外）には、あらかじめマスキング
を施しておいた。サーマルヘッド６６を固定後、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。続いて、真空排気を継続しながら、ガス導入
部１０４によってアルゴンガスを導入し、ターボポンプ
に設置したオリフィスバルブによって、真空チャンバ１
０２内の圧力が５．０×１０^-3Torrになるように調整し
た。次いで、基板に高周波電圧を印加し、自己バイアス
電圧−２００Ｖで１０分間、下層保護膜（窒化珪素膜）
のエッチングを行った。The glaze 82 is the target material 114a, 1
The thermal head 66 was fixed to the substrate holder 108 in the vacuum chamber 102 so as to face 14b. In addition,
Masking was previously performed on portions other than the portion where the upper protective film of the thermal head 66 was formed (that is, other than the glaze 82). After fixing the thermal head 66, evacuation was performed until the pressure in the vacuum chamber 102 became 5 × 10 ⁻⁶ Torr. Subsequently, an argon gas is introduced by the gas introduction unit 104 while continuing the evacuation, and the vacuum chamber 1 is set by the orifice valve installed in the turbo pump.
02 was adjusted to be 5.0 × 10 ⁻³ Torr. Next, a high-frequency voltage is applied to the substrate, and a lower protective film (silicon nitride film) is applied at a self-bias voltage of -200 V for 10 minutes.
Was etched.

【００６２】エッチング終了後、モータ１２４により基
板ホルダ１０８を成膜終了まで２０ｒｐｍで回転させ、
焼結カーボン材、および、Ｓｉ金属材料をそれぞれター
ゲット１１４ａ，１１４ｂとして、真空チャンバ１０２
内の圧力が５．０×１０^-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１１
６を閉じた状態で各ターゲット材１１４ａ，１１４ｂに
直流電力０．５ｋＷを５分間印加した。次いで、真空チ
ャンバ１０２内の圧力を保ったまま、スパッタリングパ
ワーを焼結カーボン材からなるターゲット材１１４ａに
対して３．０ｋＷ、Ｓｉ金属材料ターゲット材１１４ｂ
に対して１．０ｋＷに設定して、それぞれ同時にシャッ
タ１１６ａ，１１６ｂを開き、基板Ｂに付着するカーボ
ン層の膜厚とＳｉ層の膜厚がそれぞれ５nm、全厚が２μ
ｍになる時間まで基板ホルダ１０８を回転させながらス
パッタリングを行い、上層保護膜として厚さ２μｍの多
層保護膜９０を形成したサーマルヘッドを作製した。な
お、成膜時間は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成膜
速度で算出した。After the etching is completed, the substrate holder 108 is rotated at 20 rpm by the motor 124 until the film formation is completed.
The vacuum chamber 102 is formed by using a sintered carbon material and a Si metal material as targets 114a and 114b, respectively.
The argon gas flow rate and the orifice valve were adjusted so that the internal pressure became 5.0 × 10 ⁻³ Torr,
In a state in which No. 6 is closed, DC power 0.5 kW is applied to each of the target materials 114a and 114b for 5 minutes. Then, while maintaining the pressure in the vacuum chamber 102, the sputtering power is set to 3.0 kW with respect to the target material 114a made of a sintered carbon material, and the Si metal material target material 114b.
At the same time, the shutters 116a and 116b are simultaneously opened, and the thickness of the carbon layer and the thickness of the Si layer adhered to the substrate B are each 5 nm, and the total thickness is 2 μm.
The sputtering was performed while rotating the substrate holder 108 until the time reached m, thereby producing a thermal head in which a multilayer protective film 90 having a thickness of 2 μm was formed as an upper protective film. The film formation time was determined in advance by calculating the film formation rate, and was calculated as film thickness / film formation rate.

【００６３】（実施例２）また、ターゲット１１４ｂと
してＳｉ金属材料の代わりに、Ｔｉ金属材料を使用した
以外は、上記同様の条件で、上層保護膜として厚さ２μ
ｍの多層保護膜９０を形成したサーマルヘッドを作製し
た。Example 2 An upper protective film having a thickness of 2 μm was formed under the same conditions as described above except that a Ti metal material was used instead of the Si metal material as the target 114b.
Thus, a thermal head on which a multi-layered protective film 90 was formed was manufactured.

【００６４】（実施例３）さらに、上記実施例１および
２と同様にして、真空チャンバ１０２内の圧力が８．０
×１０^-3Torrで、基板Ｂに高周波電圧を印加し、自己バ
イアス電圧−１００Ｖ、−３００Ｖの水準で１０分間基
板Ｂのエッチングを行い、次いで、真空チャンバ１０２
内の圧力を１．０×１０^-3Torr、３．０×１０^-3Torr、
８．０×１０^-3Torrの水準になるようにＡｒガス流量、
オリフィスバルブを再調整して、シャッターを閉じた状
態で、ターゲットに直流電力０．５ｋＷを印加し、５分
間スパッタリングを行った。同じ圧力のまま、スパッタ
リングパワーを設定した後シャッターを開き、基板に付
着する全厚が２μｍになる時間だけスパッタリングを行
い、各種のサーマルヘッドを作製した。これらの各々の
条件に対して、基板ホルダ１０８の回転数を変更するこ
とでカーボン層９０ａおよびメタル層９０ｂの各々の厚
みが２nm、１０nmの水準で全厚が１μｍ、３μｍの水準
になるようにスパッタリングを行った。また、ターゲッ
トとして、焼結カーボン材の代わりにグラッシーカーボ
ン材を使用した以外は、上記同様にしてスパッタリング
を行い、各種のサーマルヘッドを作製した。(Embodiment 3) Further, similarly to Embodiments 1 and 2, the pressure in the vacuum chamber 102 was increased to 8.0.
A high frequency voltage is applied to the substrate B at × 10 ⁻³ Torr, and the substrate B is etched at a self-bias voltage of −100 V or −300 V for 10 minutes.
The internal pressure is 1.0 × 10 ⁻³ Torr, 3.0 × 10 ⁻³ Torr,
Ar gas flow rate so as to be 8.0 × 10 ⁻³ Torr,
With the orifice valve readjusted and the shutter closed, a DC power of 0.5 kW was applied to the target and sputtering was performed for 5 minutes. After setting the sputtering power at the same pressure, the shutter was opened, and sputtering was performed only for the time when the total thickness attached to the substrate became 2 μm, thereby producing various thermal heads. For each of these conditions, the number of rotations of the substrate holder 108 is changed so that the thicknesses of the carbon layer 90a and the metal layer 90b are 2 nm and 10 nm, respectively, and the total thickness is 1 μm and 3 μm. Sputtering was performed. In addition, various thermal heads were produced by performing sputtering in the same manner as described above except that a glassy carbon material was used instead of the sintered carbon material as the target.

【００６５】＜性能評価＞以上、実施例１〜３の各々の
条件により作製されたサーマルヘッドと、感熱材料（富
士フィルム社製 ドライ画像記録用フィルムＣＲ−Ａ
Ｔ）とを用いて、図１の感熱記録装置により、５０００
枚の感熱記録テストを行った。その結果、いずれのサー
マルヘッドにおいても、多層保護膜９０の割れや剥離が
生じることはなく、また、摩耗もほとんど認められなか
った。<Evaluation of Performance> As described above, the thermal head manufactured under each of the conditions of Examples 1 to 3 and a heat-sensitive material (Dry Image Recording Film CR-A manufactured by Fuji Film Co., Ltd.)
T) using the thermal recording apparatus of FIG.
A thermal recording test of the sheets was performed. As a result, no cracking or peeling of the multilayer protective film 90 occurred in any of the thermal heads, and almost no wear was observed.

【００６６】（比較例） ＜サーマルヘッド＞以下の各種のサーマルヘッドを用意
した。 ａ．前記実施例で、多層保護膜を形成するための基とな
ったサーマルヘッド（京セラ社製 KGT-260-12MPH8）。 ｂ．上層保護膜として、実施例で用いたスパッタリング
装置１００を用いて、上記実施例において基板ホルダ１
０８を回転させずに、基板Ｂを焼結カーボン材からなる
ターゲット材１１４ａの上方に固定した以外は上記実施
例と同じ条件で、予め成膜速度から求めた成膜時間に従
い、厚さ１．０μｍのカーボン保護膜を形成したサーマ
ルヘッド。Comparative Examples <Thermal Heads> The following various thermal heads were prepared. a. In the above embodiment, a thermal head (KGT-260-12MPH8 manufactured by Kyocera) serving as a base for forming a multilayer protective film. b. Using the sputtering apparatus 100 used in the embodiment as the upper protective film, the substrate holder 1 in the above embodiment was used.
08, without rotating the substrate B above the target material 114a made of a sintered carbon material, under the same conditions as in the above embodiment, according to the film forming time previously determined from the film forming speed. Thermal head with 0 μm carbon protective film formed.

【００６７】＜性能評価＞これらのサーマルヘッドを用
いて、実施例１と同様の性能評価を行った。その結果、
ａのサーマルヘッドは、窒化珪素保護膜に５μｍの摩耗
が発生していることが分かった。また、ｂのサーマルヘ
ッドは、５０００枚の記録を終了した後に調べたとこ
ろ、カーボン保護膜の割れや剥離が生じていることが分
かった。<Evaluation of Performance> Using these thermal heads, the same performance evaluation as in Example 1 was performed. as a result,
In the thermal head a, it was found that the silicon nitride protective film had a wear of 5 μm. Further, when the thermal head of b was examined after the recording of 5000 sheets was completed, it was found that the carbon protective film was cracked or peeled.

【００６８】以上の結果より、窒化珪素保護膜のみを形
成したサーマルヘッド、および、窒化珪素保護膜上にカ
ーボン保護膜のみを形成したサーマルヘッドに比べ、窒
化珪素保護膜上に多層保護膜を形成した本発明のサーマ
ルヘッドは優れた耐久性を示すことが分かる。また、窒
化珪素保護膜を設けずに多層保護膜のみを形成したサー
マルヘッドについても同様に優れた耐久性を示した。From the above results, a multi-layer protective film is formed on the silicon nitride protective film as compared with the thermal head in which only the silicon nitride protective film is formed and the thermal head in which only the carbon protective film is formed on the silicon nitride protective film. It can be seen that the thermal head of the present invention exhibits excellent durability. In addition, a thermal head in which only a multilayer protective film was formed without providing a silicon nitride protective film also exhibited excellent durability.

【００６９】[0069]

【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、しかも熱
や機械的衝撃に対しても保護膜の割れや剥離の発生も好
適に防止して、十分な耐久性を有し、長期に渡って高い
信頼性を発揮し、これにより、長期に渡って高画質の感
熱記録を安定して行うことができるサーマルヘッドを実
現することができる。特に、高画質・高階調記録をする
ために、高分子フィルムに感熱記録層を塗布したような
剛性の高い感熱フィルムに対して、高エネルギー・高圧
力下の記録を行う用途においても十分な耐久性を有する
サーマルヘッドを実現できる。As described above in detail, according to the present invention, corrosion and wear of the protective film are extremely small, and cracking and peeling of the protective film are preferably generated even against heat and mechanical shock. To realize a thermal head that has sufficient durability, exhibits high reliability over a long period of time, and can stably perform high-quality thermal recording over a long period of time. Can be. In particular, it has sufficient durability even in applications where high-energy, high-pressure recording is used for highly rigid heat-sensitive films, such as a polymer film coated with a heat-sensitive recording layer, for high-quality, high-gradation recording. The thermal head having the property can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the 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】 （ａ）は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。（ｂ）は（ａ）における多
層保護膜の部分拡大断面図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a configuration of a heating element of a thermal head according to the present invention. (B) is a partial enlarged sectional view of the multilayer protective film in (a).

【図３】 本発明のサーマルヘッドの多層保護膜を形成
するスパッタリング装置の一例の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of an example of a sputtering apparatus for forming a multilayer protective film of a thermal head according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 多層保護膜 ９０ａ カーボン層 ９０ｂ メタル層 １００ スパッタリング装置 １０２ 真空チャンバ １０４ ガス導入部 １０６ａ，１０６ｂ スパッタリング手段 １０８ 基板ホルダ １１０ 真空排気手段 １１２ａ，１１２ｂ カソード １１４ａ，１１４ｂ ターゲット材 １１６ａ，１１６ｂ シャッタ １１８ａ，１１８ｂ 電源 １２０ａ，１２０ｂ バッキングプレート １２２ バイアス電源 １２４ モータ １２６ 回転駆動軸 Ａ 感熱材料 Ｂ 基板（グレーズ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Thermal) recording device 14 Loading part 16 Supplying / conveying means 20 Recording part 22 Discharge part 24 Magazine 66 Thermal head 80 Substrate 82 Glaze layer 84 Heat generation (resistance) body 86 Electrode 88 Lower protective film 90 Multilayer protective film 90a Carbon layer 90b Metal Layer 100 Sputtering device 102 Vacuum chamber 104 Gas inlet 106a, 106b Sputtering means 108 Substrate holder 110 Vacuum exhausting means 112a, 112b Cathode 114a, 114b Target material 116a, 116b Shutter 118a, 118b Power supply 120a, 120b Backing plate 122 Bias power supply 124 Motor 126 Rotary drive shaft A Thermal material B Substrate (glaze)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】基板上に発熱抵抗体を有するサーマルヘッ
ドであって、 前記発熱抵抗体上に、炭素を主成分とする層と、半金属
又は金属を主成分とする層とが交互に積層して形成され
た保護膜を有することを特徴とするサーマルヘッド。1. A thermal head having a heating resistor on a substrate, wherein a layer mainly composed of carbon and a layer mainly composed of metalloid or metal are alternately laminated on the heating resistor. A thermal head comprising a protective film formed by: 【請求項２】前記半金属又は金属がＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷからなる群
より選択される少なくとも１種以上、又は、少なくとも
２種以上からなる合金である請求項１に記載のサーマル
ヘッド。2. The method according to claim 1, wherein the metalloid or metal is Si, Ti, Zr,
The thermal head according to claim 1, wherein the thermal head is an alloy of at least one or more selected from the group consisting of Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W, or at least two or more. 【請求項３】前記発熱抵抗体と前記保護膜との間に、セ
ラミックを主成分とする少なくとも１層の下層保護膜を
有する請求項１又は２に記載のサーマルヘッド。3. The thermal head according to claim 1, further comprising at least one lower protective film containing ceramic as a main component, between the heating resistor and the protective film. 【請求項４】異なる領域に配置した、炭素を主成分とす
る固体と、半金属又は金属を主成分とする固体とからプ
ラズマにより前記固体の構成成分をそれぞれ飛来させ、
基板上に発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを前記発熱
抵抗体側を前記固体側にして、前記炭素を主成分とする
固体の構成成分が飛来する領域と、前記半金属又は金属
を主成分とする固体の構成成分が飛来する領域とを順次
通過させ、前記炭素を主成分とする固体からなる層と前
記半金属又は金属を主成分とする固体からなる層とを交
互に積層させて保護膜を形成することを特徴とするサー
マルヘッドの製造方法。4. A solid component mainly composed of carbon and a solid component mainly composed of a metalloid or a metal, which are arranged in different regions, and each of the solid components is caused to fly by plasma.
A thermal head having a heating resistor on a substrate, the heating resistor side being the solid side, a region where the solid component containing carbon as a main component flies, and a solid containing the metalloid or metal as a main component. Are sequentially passed through the region where the constituent components fly, and the protective layer is formed by alternately stacking the layer made of the solid containing carbon as the main component and the layer made of the solid containing the metalloid or the metal as the main component. A method for manufacturing a thermal head. 【請求項５】前記半金属又は金属がＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷからなる群
より選択される少なくとも１種以上、又は、少なくとも
２種以上からなる合金である請求項４に記載のサーマル
ヘッドの製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the metalloid or metal is Si, Ti, Zr,
The method of manufacturing a thermal head according to claim 4, wherein the thermal head is an alloy composed of at least one selected from the group consisting of Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W, or at least two or more. 【請求項６】前記サーマルヘッドの前記発熱抵抗体上
に、セラミックを主成分とする少なくとも１層の下層保
護膜を積層して形成した後、前記保護膜を形成する請求
項４又は５に記載のサーマルヘッドの製造方法。6. The protective film according to claim 4, wherein at least one lower protective film mainly composed of ceramic is formed on the heating resistor of the thermal head by laminating the protective film, and then the protective film is formed. Method of manufacturing a thermal head.