JPH021339A - 耐熱性絶縁基板、サーマルヘッドおよび感熱記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリやプリンタなどの感熱記録装置
とこれに用いられるサーマルヘッドとこのサーマルヘッ
ドや各種電子機器に用いられる耐熱性絶縁基板に関する
。

（従来の技術） 最近、ポリイミド樹脂のような耐熱樹脂を各種基板上に
絶縁層や蓄熱層などとして設けた耐熱性絶縁基板が、サ
ーマルヘッドの高抵抗基体やハイブリッドＩＣ用の多層
回路基板などのような熱に対して高い信頼性が要求され
る各種電子機器の支持基板などとして多用されるように
なってきている。

たとえばサーマルヘッドにおいては、高抵抗基体として
従来のアルミナなどのセラミック基板上にグレーズガラ
ス層を熱の放散および蓄熱をコントロールする保温層と
して形成してなるものに代えて、セラミックス基板や金
属基板上にポリイミド樹脂層のような耐熱樹脂層を形成
した耐熱性絶縁基板が用いられている。

このポリイミド樹脂層を保温層として設けたサーマルヘ
ッドとしては、たとえば以下のようなも■成を有するも
のが知られている。

すなわち、Ｆｅ合金などからなる金属ノル板上に蓄熱層
と絶縁層とを兼ねるポリイミド樹脂などからなる耐熱樹
脂層を形成し、　この上にＴａ−５ｉｎ／、Ｔｊ−５ｉ
Ｏ□などからなる発熱抵抗体をスパッタリング法などに
より膜形成する。さらに、この発熱抵抗体の上に発熱部
となる開口を形成する如＜ＡＱやＡｌ２−５ｉ−Ｃｕな
どからなる個別電極および共通電極を形成し、少なくと
もこの発熱部を被覆するようシリコンオキシナイトライ
ド（ＳＬ−０−Ｎ）などからなり耐酸化膜を兼ねる耐摩
耗層を形成したものである。

このようなサーマルヘッドは、保温層としてボリイミ１
〜樹脂層を使用することによって、ポリイミド樹脂の熱
拡散率が従来のグレーズガラス層に比べて１／３〜１／
６と低いことから、熱効率に非常に優れたものとなる。

また、金属基板のような可撓性を有する支持基板を使用
することが可能になることから、曲げ加工を行うことも
可能になり、よって小型で安価で高性能なサーマルヘッ
ドとして注目されている。しかし、このようなサーマル
ヘッドは、その製造工程において以下のような問題点を
有していた。

たとえば、発熱抵抗体や電極の形成の際に行うエツチン
グ処理時やマスキング膜のアッシング時に、耐熱樹脂層
に損傷を与えてしまう。

また、真空中で発熱抵抗体物質を着膜させる際に、ポリ
イミド樹脂層内からのガス放出が多く、このガスの影響
により抵抗値の制御が難しいという問題が生じる。

更に、ワイヤーボンディング法により配線する際に、ポ
リイミド樹脂層の弾性によりボンディングを行いにくい
という問題が生じる。

このような問題点を解決するための一手段として、本出
願人は先に耐熱樹脂層と発熱抵抗体層との間に、アルミ
ナ、シリコンオキシナイトライド、サイアロンなどの無
機絶縁物からなる樹脂保護層を形成したサーマルヘッド
を提案している（特願昭６２−２１４２８号、同６２−
１３４３２６号、　同６２−１９１６５５号）。　この
ように耐熱樹脂２層と発熱抵抗体層との間に樹脂保護層
を形成することによって、その製造工程においてポリイ
ミド樹脂層の損爆やポリイミド樹脂層からのガス放出が
防止され、また全体の剛性もある程度高まるために実装
工程を安定して行えるなどの効果が９！）られでいる。

このように耐熱樹脂層上に樹脂保護層を形成することは
、サーマルヘッドの高抵抗基体としてだけではなぐ、他
の電子機器における絶縁基板としても、実装工程を安定
して行えるなど、有効な手段である。

また、特開昭６２−１１７７６０号公報には、グレーズ
層の上にポリイミド樹脂層を形成し、その上に無機質層
として、ＮｉＣｒ、　Ｃｒ、Ｔｉ等からなる接着層と５
ｊＯ２，５ｉ−０−Ｎ、　Ｓｉ、Ｎ、、ＡＱ２０３等か
らなる絶縁層を形成して、ポリイミド樹脂層との接着性
を確保し、かつ絶縁性耐熱層を実現しており、サーマル
ヘッドに印加する消費電力を減少させることを可能にし
ている。

（清明が解決しようとする課題） 上述したように、ポリイミド樹脂のような耐熱樹脂層上
にアルミナ、シリコンオキシナイトライドやサイアロン
などの無機絶縁物からなる樹脂保護層を設けた耐熱性絶
縁基板を、たとえばサーマルヘッドの高抵抗基体として
用いることによって様々な利点が得られるものの、上述
したような無機絶縁物層では充分な膜強度が得られてお
らず、たとえば以下に示すような問題が発生している。

すなわち、本発明者らが上記した樹脂保護層を有するサ
ーマルヘッドをプリンタに組込んで実際に印字走行試験
を行ったところ、走行中に異常な抵抗値変化を示し、印
字に悪影響を及ぼす現象が多セルめられた。この異常な
抵抗値変化を示す点について詳細に調べたところ、サー
マルヘッドと感熱紙あるいは感熱紙とローラの間に巻き
込まれたゴミなどの異物がサーマルヘラ１〜の表面層と
なる耐摩耗層にクラックを生じさせ、このクラックが発
熱抵抗体まで達した場合に印字特性に悪影響を及ぼして
いることが判明した。

このような問題は、従来のラセミックス基板上にグレー
ズガラス層を形成した高抵抗基体や金属基板上にガラス
層を形成した高抵抗体を用い、それ以外を同一構造とし
たサーマルヘッドにおいては、見られなかった現象であ
る。

これは、グレーズガラス層やガラス層を保温層として用
いた高抵抗基体を用いたサーマルヘッドでは基体全体の
硬度が大きく、これにより耐摩耗層に局所的な圧力が加
わっても耐摩耗層が基体と同様な変形しかしないため、
局部的な変形が阻止されて上述したようなりラックが生
じないものと考えられる。

一方、これに対してポリイミド樹脂のような耐熱樹脂を
用いた高抵抗基体の場合、前述したように樹脂保護層に
よっである程度基体の剛性が高められているものの、樹
脂の変形能が耐摩耗層に比べて著しいため、耐摩耗層に
局所的な集中荷重が加わった際に耐熱樹脂層の変形を樹
脂保護層や耐摩耗層によって防止することができないた
めである。そして、耐熱樹脂層の変形に樹脂保護層や耐
摩耗層の変形が追随できなくなってクラックが生じてし
まうものと考えられる。

このような問題はサーマルヘッドに限らず、たとえば前
述したようにハイブリッドＩＣ用多層回路基板などにお
いても、実装工程などで耐熱樹脂層の変形によってその
上に設けられた配線層の断線やボンディング不良などを
招いてしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するべくな
されたもので、剛性を高め実装工程などにおける不良発
生率を減少させた耐熱性絶縁基板と、プリンタなどに組
み込んで走行させた際の耐摩耗層のクラックを防止し、
信頼性を向上させたサーマルヘッドを提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の耐熱性絶縁基板は、 高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成された
耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた水素およ
びハロゲン元素の少なくとも一種を含有し、窒素、炭素
、酸素の中から選ばれた少なくとも一種と硅素を主成分
とする非晶質体、もしくはこれら非晶質体の積層物から
なる樹脂保護層とを少なくとも具備することを特徴とす
るものである。

また１本発明のサーマルヘッドは、 高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成された
耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた樹脂保護
層と、この樹脂保護層上に形成された多数の発熱抵抗体
と、これら各発熱抵抗体に接続された導電体と、前記発
熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆するように設けられ
た耐摩耗層とを少′なくとも具備するサーマルヘッドに
おいて、前記樹脂保護層および耐摩耗層の少なくとも一
方が、水素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含有
し、窒素、炭素、酸素の中から選ばれた少なくとも一種
と硅素を主成分とする非晶質体、もしくはこれら非晶質
体の積層物からなることを特徴とするものである。

また、本発明の感熱記録装置は、 感熱記録紙と、この感熱記録紙を搬送する搬送手段と、
前記感熱記録紙に印字する請求項２記載のサーマルヘッ
ドと、このサーマルヘッドの発熱抵抗体を記録（８号デ
ータに応じて各々個別に駆動する駆動素子と、 これら駆動素子に記録信号を供給する情報処理回路とを
少なくとも具備することを特徴とするものである。

（作用） 本発明のサーマルヘッドにおいては樹脂保護層や耐摩耗
層として、また耐熱性絶縁基板においては樹脂保護層と
して、水素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含有
し窒禦、炭素、酸素の中から選ばれた少なくとも一種と
硅素を主成分とする非晶質体層が形成されている。この
非晶質体層は膜中に水素やハロゲン元素を含むこと、お
よび転移を多く含むことなどから膜の靭性が大きく、ま
た、ポリイミド等と異なり無機質の膜であるため、基板
自体の硬度が大幅に向上する。

これによって基板全体の、あるいはサーマルヘッド全体
の剛性が高まり、耐クラツク性が向上する。すなわち、
表面層に加わった圧力によってポリイミド樹脂などの耐
熱樹脂層の局部的な変形により生じるクラックを防止す
ることが可能となる。

ところで、たとえばサーマルヘッドにおける耐熱樹脂層
の変形の防止のみを考えると、耐摩耗層の膜厚を増大さ
せることによって達成できる。しかし、この方法では発
熱抵抗体と感熱紙との間の距雛が大きくなるため、効率
の低下、解像度の低下など、性能上の著しい欠点が生ず
るのみならず、量産性も署しく低下する。これに対して
、本発明においては、上記性質を有する非晶質体を使用
しているので、膜厚を厚くすることなく基板全体の強度
を向上させることができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部の構
成図であり、　１はＦｅ−Ｃｒ合金などからなる厚さ０
　、５　＋ｎｍ程度の金属基板を示している。　この金
属基板上上には、蓄熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド樹
脂やポリアミドイミド樹脂、あるいはこれらの混合物や
積層物からなる耐熱樹脂層２が２０癖程度の厚さで形成
されており、この耐熱樹脂層２の上に厚さ１−〜１０−
で、窒素、炭素、酸素のうち少なくとも一種と珪素とを
主成分とし、水素とハロゲン元素の少なくとも一種を含
む非晶質体からなる樹脂保護層３が形成されて、耐熱性
絶縁基板４が構成されている。

この耐熱性絶縁基板４上には、Ｔａ−５ｉｎ２、Ｔｉ−
５ｉｎ。

などからなる発熱抵抗体５が形成されており、この発熱
抵抗体５の上に発熱部となる開口を形成する如＜Ａ４や
ＡＱ−３Ｌ−Ｃｕなどからなる厚さ０．７−〜１−程度
の個別電極６および共通電極７が形成され、少なくとも
この発熱部となる開口を被覆するようにＳｉＯ□からな
る接着層８および５Ｌ−０−Ｎからなる耐酸化膜を兼ね
る耐摩耗層９が形成されている。

そしてこのサーマルヘッドは、個別ｆｆ１ｔ４ｉ６と共
通電極７との間に所定の時間間隔でパルス′市圧を印加
することにより発熱部となる開口部に相当する発熱抵抗
体が発熱し印字記録が行われる。

このサーマルヘッドは、たとえば次のようにして製造さ
れる。

まず、第２図に示すように、Ｆｅ−１６重量％Ｃｒ合金
からなる金属基板１を所定の寸法に切断し、脱脂洗浄し
て乾燥後、乾水素雰囲気中において６００℃〜８００°
Ｃで熱処理を行う（第２図−イ）。次いで、この金属基
板１上に、たとえばポリアミドイミドやポリアミドイミ
ドワニスをロールコータやスピンコータを用いて、焼成
後に２０ρ〜３０岬の膜厚となるように所定量塗布し、
乾燥、焼成を行い耐熱樹脂層２を形成する（第２図−口
）。

次に、この耐熱樹脂層２表面を洗浄した後に（第２図−
ハ）、たとえばスパッタ法、イオンブレーティング法、
真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズＶＣＶＤ
法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などによって樹脂保護層３
を形成する（第２図二）。　これらの方法の中でも、膜
の密着性が良いこと、比較的低温で処理でき基板の特性
を損わないこと、並びに膜の物性すなわち電気的特性や
光学的特性が容易に制御できることなどの点からプラズ
マＣＶＤ法が好適している。特に本発明においては被着
基板が耐熱樹脂であるために基板温度を、たとえば耐熱
樹脂としてポリイミド樹脂を用いた場合においても、−
殻内なポリイミド樹脂の耐熱温度である５５０℃以上に
できないため、　この耐熱温度未満の低温で処理可能な
方法が必要となる。

このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスのうちＳｊ酸成分し
てＳ　ｉ　ＩＩ４ガスやＳｉＦ４ガスなどを用い、他方
の成分としてＮ２ガス、ＣＩＬガス、Ｎ２０ガスなどを
用いて、真空中でこれらのガスをプラズマ化し、基板上
に目的とするセラミックスの薄膜を形成する方法である
。そしてこの際に、膜中には原料ガス中の水素やフッ素
のようなハロゲン元素が吸蔵され、これら元素の影響で
非晶質状態を安定して保つことが可能な薄膜が得られる
。

なお、この実施例では以下に示す手順に従って、第３図
に示す平行平板型の容量結合型プラズマＣＶＤ装置を用
いて樹脂保護層３を形成して耐熱性絶縁基板４を作製し
た。

第３図において、１１は真空チャンバであり、この真空
チャンバ１１内には平板状接地電極１２と高周波電極１
３とが対向して設置されており、この平板状接地電極１
２上に処理基板１４、すなわち耐熱樹脂層が形成された
金属基板を載置する。次いで１図示を省略した真空ポン
プにより真空チャンバ１１内を１０−’　Ｔｏｒｒ程度
に排気した後、接地電極１２に取り付けたヒータ１５に
より処理基Ｆｉ１４を１５０℃〜４５０°Ｃ程度に加熱
する。次いで、ガス導入口１６から原料ガスを真空′チ
ャンバＩｌ内に供給しつつ０．０５Ｔｏｒｒ〜１．０Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度を保つように排気口１７から排気し
ながら、高周波電極１３にマツチングボックス１８を介
して高周波電源１９からの電力を投入することにより、
電極間でグロー放電を起こさせて原料ガスをプラズマ化
し、処理基板１４上に目的とする薄膜を形成する。

ここで、成膜の条件として具体的な例を次の第１表に示
す。

（以下余白） 従来のスパッタリング法でたとえば５ｉｎ２を成膜する
場合、４０００人／時間、５ｉ−０−Ｎ膜をつける場合
。

５０００人／時間であったにの比較して、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いる場合は第１表に示す様に成膜速度が大幅に
向上する。

よって、工程時間を短縮することができるので、コスト
の低′減に有利である。

次に、この耐熱性絶縁基板４の樹脂保護層３上にスパッ
タリング法やその他の公知の方法によりＴａ−５ｉｎ２
、Ｔｉ−３ｉｎ２などからなる発熱抵抗体物質を膜形成
しく第２図−ホ）、　次いで電極物質のＡＲやＡＱ、−
３Ｌ−Ｃｕ、あるいはＡｕなどをスパッタリング法など
により膜形成した後（第２図−へ）１発熱部となる開口
が形成されるような所望の回路パターンのマスキング１
漠を形成し、たとえばケミカルドライエツチング処理を
行い、個々の発熱抵抗体５、個別型ｔｆｉ　６および共
通電極７を形成する（第２図−１−）。

この後、５ｉｎ２からなる接着層８および５ｉ−０−Ｎ
からなる耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層９をスパソタリレグ
法やその他公知の方法で形成しく第２図−チ）、サーマ
ルヘッドを完成させる。

次に、このサーマルヘッドの製造工程において。

樹脂保護層の硬度および表面層となる耐摩耗層上におけ
る硬度を測定した結果について述べる。

まず、耐熱樹脂層２上に樹脂保護層３としてａ−５ｉＮ
膜、ａ　−Ｓ　ｊＣ膜、ａ−５ｉＯ膜をそれぞれ５００
人、１μｔｏ、２β１ｎ、３μｍ、５７ｊｒｏの膜厚で
前述の手順により夫々成膜し、それぞれについてヌープ
硬度をａＩす定した。その結果を第４図に示す。同図か
ら明らかなように、ａ　−Ｓ　ｉＮ膜、ａ　−Ｓ　ｉ　
０１１’Ｊおよびａ−Ｓ　ｉ　ＣＩｌｘとも２即〜３μ
ｍ程度以上の膜厚でヌープ硬度の値がほぼ一定となった
。また、膜厚が１μｍ以下で一定の硬度に達していない
。

次に、」二記各膜厚の樹脂保護層を有する耐熱性絶縁基
板を用い、前述の手順に従って発熱抵抗体、個別′ｒヒ
極および共通電極を形成し、さらにその北に接Ｒ層とし
て厚さ１坤のＳｉＯ□膜と耐摩耗層として厚さ２卯の５
ｉ−０−Ｎ膜とを順に成膜し、この５ｉ−０−Ｎ膜上で
のヌープ硬度を測定した。その結果を第５図に示す。同
図からは、上記樹脂保護層における硬度と同様に樹脂保
護層の膜厚が約２μｓ以上でほぼ一定の硬度に達し、１
卯未満では充分な硬度に達しないことがわかる。

これらから、樹脂保護層の膜厚が１μｓに達しないと膜
硬度向上の効果が充分に得られないことがわかる。また
あまり厚くてもそれ以上の効果が得られないばかりでな
く、耐熱樹脂層による蓄熱効果が薄れ効率が低下してし
まうため、樹脂保護層の好ましい膜厚は１μｍ　＝　１
０１鵬程度となる。

次に、上記各１１々厚のａ−５ｉＮ膜、　ａ−３ｉＣＩ
ＦＪ、ａ−５ｉＱ膜等からなる樹脂保護層を有するサー
マルヘッドをＡＱからなる放熱基板上に両面テープを使
用して実装し、同様にして実装したドライバ基板上の駆
動用ＩＣと超音波ワイヤーボンディングによる配線試験
を行ったところ、安定してボンディングが行えた。また
、このようにして得たサーマルヘッドを６０℃、９０％
の恒温恒湿槽で１０００時間の放置テストを行ったとこ
ろ、膜のはがれもなく、何ら問題は生じなかった。

また、これら各サーマルヘッドを実際にプリンタに組込
み印字走行試験を行った。なお、試験環境は常温、常湿
下とした。５ｋｍの走行試験の結果、膜厚５００人のａ
−５ｉＮ膜を樹脂保護層としたサーマルヘッドでは、耐
摩耗層にクラックが５ケ所、同じく膜厚５００人のａ−
５↓Ｃ膜、ａ−５ｉＯ膜等を樹脂保護層としたものでは
クラックがそれぞれ８ケ所発生していた。これに対して
、膜厚１μｍ、２μｍ、３摩、５７１ｍのａ−８ｉＮ膜
、ａ−３ｉＣ膜、ａ−３ｊＯ膜等を使用したものは、い
す九にもクラックの発生はほとんど見られなかった。

また１本発明との比較として、前述の実施例のサーマル
ヘノ１−において樹脂保護層として膜厚１μｍのサイア
ロン層をスパッタリング法により形成した以外は同一構
造のサーマルヘッドを用いて、同様に５鵬の印字走行試
験を行ったところ、耐Ｊｆ耗層にクランクが２０ケ所発
生した。

この試験結果からも、この実施例のサーマルヘッドが耐
クラツク性に優れていることが明らかである。

またこの実施例のサーマルヘッドは、耐熱樹脂層と発熱
抵抗体との間に樹脂保護層としてプラズマＣＶＤ法によ
り形成したａ−３ｉＮ膜、ａ−３ｉＣ膜、ａ−３ｉＯ膜
等によって、電極物質および発熱抵抗体物質を所望の回
路パターンに溶解除去する際に耐熱樹脂層を損傷する恐
れがなくなり、また真空中における発熱抵抗体物質の形
成時のガス発生を防止することができるため、抵抗値も
安定化する。

さらに、実装工程におけるワイヤーボンディング時に耐
熱樹脂層のクツション効果を樹脂保護層の硬さが相殺し
て、安定してワイヤーボンディングを行うことが可能と
なる。そして、これらの効果とともに、この実施例のａ
−５ｉＮ膜、ａ−５ｉＣ膜、ａ−５ｉＯ膜等は、耐熱樹
脂層に比べ非常に硬度が大きいため、あまり膜厚を厚く
することなく、実際の印字動作において耐摩耗層に局所
的な圧力が加わっても、この樹脂保護層によって耐熱樹
脂層が変形することを防止でき、すなわち局部的な変形
が阻止されて耐摩耗層のクラックが防止される。よって
、長時間安定して印字走行を行うことが可能となり信頼
性が大幅に向上する。

なお、以上の実施例では、樹脂保護層としてａ−３ｉＮ
膜、ａ−５ｉＣ膜、　ａ−３ｉＯ膜、ａ　−Ｓ　ｉＣＮ
膜、ａ−５ｉＯＮ膜、ａ−５ｉＣＯ膜をそれぞれ個別に
使用したものについて説明したが、これらの膜の積層物
を樹脂保護層として用いても同様な効果が得られた。例
えば。

成膜速度の点で有利なａ−５ｉＮ膜やａ−５ｉＯ膜等を
耐熱樹脂層上に３μｍ程度の膜厚で形成し、その上に耐
エツチング特性（ケミカルドライエツチングに対する）
に有利なａ−５ｉＣ膜を０．３μｓ程度の膜厚で形成す
ることによって、同様な効果が得られた。特に成膜速度
の大きいａ−３ｉＯ膜を第１の層とし、耐エツチング特
性に優れたａ−５ｉＣ膜を第２の層とした積層からなる
樹脂保護層が実用上好ましい。即ち、工程に要する時間
が短縮でき、生産性に優れている。

なお、上述した第２の層となるａ−５ｉＣ膜は、抵抗膜
と直接接触するため、電気的な絶縁性を兼ね備える必要
があるが、室温（２５°Ｃ程度）での比抵抗値が１０１
１Ω印以上であれば、特に問題はない。

また、これらａ−５ｉＮｌ摸やａ−５ｉＣ膜の構成元素
の組成比を変えて膜質を変化させた膜の積層物を用いた
際にも同様の効果が得られた。たとえば、炭素１度の異
なるａ−３ｉＣ膜を積層させて２層構造とし、耐熱樹脂
層側は成膜速度を大きくするために炭素β度の低い層と
し、抵抗膜側は耐エツチング特性に有利なように炭Ｊａ
度の高い層により構成すればよい。

膜組成の請度についてはａ−５ｉＯ，ａ−５ｉＮ、　ａ
−３ｉＣ。

ａ−５ｉＯＮ、　ａ−５ｉＯＣ，ａ−５ｉＮＣ等の膜中
に含まれる酸崇、窒素、炭素の全、農度が高い程、硬度
が高くなり、耐クラツク性の点でより有利になる。１０
ｆｉ子％以上あれば実用上問題は無いが耐エンチング特
性を考慮すると２０％以上が望ましい。

また、上述の実施例においては、サーマルヘッドとして
の特性評価について説明したが、」二記耐熱性絶縁基板
はサーマルヘッドに限らず、たとえばハイブリッドＩＣ
用の多層回路基板などとしても樹脂保護層の硬度向」二
作用により、実装工程の安定性や配線層の破断などによ
る不良発生を有効に防Ｉ卜することができるなど、様々
な効果が得られ非常に有効である。

次に、ａ−５ｉＮ膜、ａ−５ｉＣ膜、ａ−５ｉＯ膜等を
耐酸化膜を兼ねる耐摩耗層として用いたサーマルヘッド
の実施例について説明する。

まず、前述の実施例において作製した金属基板上にポリ
イミド樹脂層を耐熱樹脂層として形成したものを用い、
この耐熱樹脂層りに樹脂保護層としてスパッタリング法
により膜厚１μｍのＳｉＯ□膜を形成して耐熱性絶縁基
板を作製した。

次に、この耐熱性絶縁基板上に発熱抵抗体、個別電極お
よび共通′ＦＦｉ極を同様な方法により形成し、この上
にａ−３ｉＮ膜、ａ−３ｉＣ膜、ａ　−Ｓ　ｘ　Ｏ膜を
耐摩耗層としてそれぞれ前述の実施例と同様な方法によ
り形成し、サーマルヘッドを作製した。これら耐摩耗層
の膜厚は、それぞれ２μｍ、３癖、５μｍ、８μｍとし
た。

また、この実施例のサーマルヘッドに対する比較例とし
て、耐摩耗層としてスパッタリング法によるＴａ２０５
膜およびＳｉ、Ｎ、−２５重量％５ｉｎ２組成のターゲ
ットを用いてスパッタリング法により形成した５Ｌ−０
−Ｎ膜を有するサーマルヘッドをそれぞれ作製した。

これに各サーマルヘッドを用いて、前述の実施例と同様
に実機に組込んで５に＋１の印字走行試験を行い、これ
ら耐摩耗層の発生クラック数を測定した。次の第２表に
その結果を示す。

第２表 第２表からも明らかなように、プラズマＣＶＤ法により
形成したこの実施例のａ−５ｉＮ膜、ａ−５ｉＣ膜、ａ
−５ｉＯ膜は、比較例のＴａ２Ｏ，、膜および５ｉ−０
−Ｎ膜に比べて同一膜厚では明らかに耐クラツク特性に
優れている。なお、第２表には示していないが、ａ−３
ｉＣＮ膜、ａ−５ｉＯＮ膜、ａ−３ｉＣＯ膜についても
同様の効果が得られた。

また、耐摩耗層の膜厚としては、この実施例の結果から
は３μｍ以」二が好ましい範囲となるが、たとえば樹脂
保護層としてさらに高硬度のものを使用すれば２μｍ程
度の膜厚のものでも充分にその効果を発揮する。また、
この耐摩耗層の膜厚をあまり厚くするとサーマルヘッド
の効率が低下するため、８７ｉｍ以下のものが好ましい
。

以上の実施例から明らかなように、プラズマＣＶＤ法に
よるａ−３ｉＮ膜、ａ−３ｉＣ膜、ａ−３ｊＯ膜、ａ−
３ｉＣＮ膜、ａ−５ｊ、ＯＮ膜、ａ−５ｉＣＯ膜を耐摩
耗層としい用いることによって、実印字走行における耐
１７耗層のクラックが防止され、より高品質なサーマル
ヘッドが得られる。また、プラズマＣＶＤ法によるこれ
らの膜は、膜中に水素やハロゲン元メ・３を含み、転移
を多く含んでいることなどから、従来のＴａ２Ｏ，、膜
や５ｉ−０−Ｎ膜に比べて靭性値に優れており、耐クラ
ツク性の点からもサーマルヘッドの耐摩耗層として優れ
たものである。

なお、上述の各実施例においては、窒素、炭素、酸素の
うち少なくとも一種と珪素とを主成分とする非晶質体層
をサーマルヘッドの樹脂保護層および’ｔｔ−を摩耗層
のいずれが一方に使用した例について説明したが、これ
らの両方をこの非晶質体層によって形成しても同様な効
果が得られることは当然であり、その際には前述の各膜
厚値を参考にして、さらに膜厚を薄くすることも可能と
なる。

また、上述の各実施例においては、金属基板上に耐熱樹
脂層を形成したものについて説明したが、支持基板とし
ては金属に限らずセラミックスやガラスであっても本発
明の効果は同様に期待できる。

ただし、金属基板を支持基板として用いた場合は、この
金属基板自体を共通電極に用いることもできることや、
曲げ加工が可能なことからサーマルヘッドの小型化に大
きく寄与する。

なお、本発明による樹脂保護層は、水素またはハロゲン
元素を含むガス雰囲気中で、窒素、酸素、炭素の中から
選ばれた少なくとも一種と珪素からなるターゲットを用
い、スパッタリング法により形成することも可能である
。

次に、本発明のサーマルヘッドを感熱記録装置に適用し
た例をファクシミリを例にとり説明する。

なお、ここでは印字部のみを説明する。

第６図に、本発明の一実施例のファクシミリの模式図を
示す。感熱記録紙２２はプラテンローラ２３と図示しな
い一対の駆動ローラにより搬送されると共に、プラテン
ローラ２３は、サーマルヘッド２１側に動き、感熱記録
紙２２をおさえる。印字は、情報処理回路からサーマル
ヘッド２１に送られた記録信号をサーマルヘッド２１」
二に設けられた駆！１ｌｌＪ素子２４により信号処理を
行い、印字に必要なドラ１−に電気パルスを通してこれ
を加熱することにより、感熱記録紙２２の対応する部分
を変色させて行われる。

上記ファクシミリによれば、サーマルヘッド部の熱効率
が約１．８倍となるため、　消１ｍ力が大幅に低減され
る。すなわち、同一の印字ａ度を出すのに要する電気エ
ネルギが従来のサーマルヘッドを用いた場合に比較して
約４０％低減される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の耐熱性絶縁基板によれば、
樹脂保護層の硬度の向上により、実装工程を安定して行
うことができるとともに断線などによる不良の発生率が
減少し、またサーマルヘッドの高抵抗基体として用いた
場合には、サーマルヘッドの印゛字走行を安定化させる
ことができる。

また、本発明のサーマルヘッドによれば、その製造工程
における耐熱樹脂層の損傷が防止され、抵抗値の制御も
容易となり、さらに実装工程におけるワイヤーボンディ
ングも安定して行えるとともに、実印字走行時の表面層
となる耐摩耗層のクラックを有効に防止でき、したがっ
て安定した印字を行うことが可能となり、その信頼性が
格段に向上する。

また、本発明の感熱記録装置によれば、消費電力が大幅
に低減され、工業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部を示
す部分分解斜視図、第２図は本発明の−実施例のサーマ
ルヘッドの製造工程をフローチャー１−で示す図、第３
図は本発明の実施例で非晶質層の成膜に使用したプラズ
マｃｖｏ装置の構成を示す図、第４図は本発明の実施例
における樹脂保護層の厚さとそのスープ硬度との関係を
グラフで示す図、第５図は本発明の実施例における樹脂
保護層の厚さとそれぞれの耐摩耗層上におけるスープ硬
度との関係をグラフで示す図、第６図は本発明の感熱記
８装置を断面して示す模式図である。 １　・金属基板　　　　２・・・耐熱樹脂層３・・・樹
脂保護層　　　４・・耐熱性絶縁基板５・・・発熱抵抗
体　　　６・・・個別電極７・・・共通電極 ９・・・酸化防止膜を兼ねる耐Ｊｆ耗層２１・・サーマ
ルヘッド　２２・・感熱記録紙２３・プラテンローラ　
２４・・・情報処理回路代理人　弁理士　則　近　憲　
佑 同　　　　竹　花　喜久男 へ ｑフ ＝２９ 鮒轍儂を耐専刊蝮且っマー７１浪 （にｇ／ｍｍ２） オ臼男Ｈｙ；ｉ／ｉＥＪ又−７°石更１度（に９／ｍｍ
ｚ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成
   された耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた水
   素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含有し、窒素
   、炭素、酸素の中から選ばれた少なくとも一種と硅素を
   主成分とする非晶質体、もしくはこれら非晶質体の積層
   物からなる樹脂保護層とを少なくとも具備することを特
   徴とする耐熱性絶縁基板。
2. （２）高熱伝導性の支持基板と、この支持基板上に形成
   された耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に設けられた樹
   脂保護層と、この樹脂保護層上に形成された多数の発熱
   抵抗体と、これら各発熱抵抗体に接続された導電体と、
   前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆するように設
   けられた耐摩耗層とを少なくとも具備するサーマルヘッ
   ドにおいて、 前記樹脂保護層および耐摩耗層の少なくとも一方が、水
   素およびハロゲン元素の少なくとも一種を含有し、窒素
   、炭素、酸素の中から選ばれた少なくとも一種と硅素を
   主成分とする非晶質体、もしくはこれら非晶質体の積層
   物からなることを特徴とするサーマルヘッド。
3. （３）感熱記録紙と、この感熱記録紙を搬送する搬送手
   段と、前記感熱記録紙に印字する請求項２記載のサーマ
   ルヘッドと、このサーマルヘッドの発熱抵抗体を記録信
   号データに応じて各々個別に駆動する駆動素子と、 これら駆動素子に記録信号を供給する情報処理回路とを
   少なくとも具備することを特徴とする感熱記録装置。