(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、
前記発熱部、および前記電極の一部を被覆する保護層と、を備え、
前記電極は、前記保護層側に位置する表面から１５０ｎｍの深さより深い第１領域に、酸素を含有していることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記電極は、前記第１領域に、酸素を１原子％以上１３原子％以下含有している、請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記第１領域は、前記酸素の含有量と、前記第１領域における前記酸素の含有量の平均値との差の絶対値が、１原子％以下である、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記電極は、前記保護層側に位置する表面から１５０ｎｍの範囲に位置する第２領域を有しており、
該第２領域が酸素を含有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記第２領域に含有される酸素の含有量が、前記第１領域に含有される酸素の含有量よりも多い、請求項４に記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
前記電極は、前記第２領域に、酸素を１原子％以上５０原子％以下含有している、請求項４または５に記載のサーマルヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラと、を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。このようなサーマルヘッドでは、例えば、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、発熱部、および電極の一部を被覆する保護層と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のサーマルヘッドは、電極の熱膨張率が、保護層の熱膨張率よりも大きく、電極と保護層との間にボイドが生じる可能性がある。それにより、電極と保護層との密着性が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に設けられた発熱部と、前期基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、前記発熱部、および前記電極の一部を被覆する保護層とを備えている。また、前記電極は、前記保護層側に位置する表面から１５０ｎｍの深さより深い第１領域に、酸素を含有している。【０００６】
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電極の熱膨張率を保護層の熱膨張率に近づけることができ、保護層と電極との間に、ボイドが生じる可能性を低減することができる。それにより、電極と保護層との密着性が低下する可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドの平面図である。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図２に示すＡ１の領域を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリンタの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、図３に対応する拡大断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、図３に対応する拡大断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、図３に対応する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜３を参照して説明する。サーマルヘッドＸ１は、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）とを備えている。なお、図１では、ＦＰＣ５の図示を省略し、ＦＰＣ５が配置される領域を一点鎖線で示している。
【００１０】
放熱体１は、板状に形成されており、平面視して長方形状をなしている。放熱体１は、板状の台部１ａと、台部１ａから突出した突起部１ｂとを有している。放熱体１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱を放熱する機能を有している。また、台部１ａの上面には、両面テープあるいは接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。
【００１１】
ヘッド基体３は、平面視して、板状に形成されており、ヘッド基体３の基板７上にサーマルヘッドＸ１を構成する各部材が設けられている。ヘッド基体３は、外部より供給された電気信号に従い、記録媒体（不図示）に印字を行う機能を有する。
【００１２】
ＦＰＣ５は、ヘッド基体３と電気的に接続されており、絶縁性の樹脂層の間に、パターニングされたプリント配線が複数設けられており、ヘッド基体３に電流および電気信号を供給する機能を有した配線基板である。プリント配線は、一端部が樹脂層から露出しており、他端部がコネクタ３１と電気的に接続されている。
【００１３】
ＦＰＣ５のプリント配線は、導電性接合材２３を介してヘッド基体３の接続電極２１と接続されている。それにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが電気的に接続されている。導電性接合材２３は、半田材料あるいは電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料を例示することができる。
【００１４】
ＦＰＣ５と放熱体１との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板（不図示）を設けてもよい。また、ＦＰＣ５の全域にわたり補強板を接続してもよい。補強板は、ＦＰＣ５の下面に両面テープあるいは接着剤等によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強することができる。
【００１５】
なお、配線基板としてＦＰＣ５を用いた例を示したが、可撓性のあるＦＰＣ５でなく、硬質な配線基板を用いてもよい。硬質なプリント配線基板としては、ガラスエポキシ基板あるいはポリイミド基板等の樹脂により形成された基板を例示することができる。
【００１６】
また、配線基板を設けずに、コネクタ３１のコネクタピン（不図示）を、ヘッド基体３の接続電極２１と直接接続してもよい。その場合、コネクタピンと接続電極２１とを半田あるいは導電性接合材料により接続すればよい。
【００１７】
以下、ヘッド基体３を構成する各部材について説明する。
【００１８】
基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料、あるいは単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。
【００１９】
基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。蓄熱層１３は、下地部１３ａと隆起部１３ｂとを有している。下地部１３ａは、基板７の上面の全域にわたり形成されている。隆起部１３ｂは、複数の発熱部９の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている。隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された保護層２５に良好に押し当てるように機能する。
【００２０】
蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することできる。それゆえ、蓄熱層１３は、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めるように機能する。蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストをスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。
【００２１】
電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の上面に設けられており、電気抵抗層１５上には、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１が設けられている。電気抵抗層１５は、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１と同形状にパターニングされており、共通電極１７と個別電極１９との間に電気抵抗層１５が露出した露出領域を有する。
【００２２】
電気抵抗層１５の露出領域は、図１に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部９を構成している。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１で簡略化して記載しているが、例えば、１００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。電気抵抗層１５は、２０〜１００ｎｍ程度の厚みを有しており、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系、ＣｒＳｉＯ系、またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、発熱部９に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。
【００２３】
図１，２に示すように、電気抵抗層１５の上面には、共通電極１７、複数の個別電極１９および複数の接続電極２１が設けられている。これらの共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１は、０．０５〜２．００μｍ程度の厚みを有しており、酸素を含有するアルミニウム材料で形成されている。
【００２４】
共通電極１７は、主配線部１７ａと、副配線部１７ｂと、リード部１７ｃとを有している。主配線部１７ａは、基板７の一方の長辺に沿って延びている。副配線部１７ｂは、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延びている。リード部１７ｃは、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延びている。共通電極１７は、一端部が複数の発熱部９と接続され、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。
【００２５】
複数の個別電極１９は、一端部が発熱部９に接続され、他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間を電気的に接続している。また、個別電極１９は、複数の発熱部９を複数の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。
【００２６】
複数の接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続され、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。各駆動ＩＣ１１に接続された複数の接続電極２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。
【００２７】
駆動ＩＣ１１は、図１に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極１９の他端部と接続電極２１の一端部とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御する機能を有している、駆動ＩＣ１１としては、内部に複数のスイッチング素子を有する切替部材を用いればよい。
【００２８】
上記の電気抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１は、同じ工程によって同時に形成することができる。
【００２９】
図１，２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極１７の一部および個別電極１９の一部を被覆する保護層２５が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。
【００３０】
保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。保護層２５は、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、あるいはダイヤモンドライクカーボン等を用いて形成することができ、保護層２５を単層で構成してもよいし、これらの層を積層して構成してもよい。このような保護層２５はスパッタリング法あるいはスクリーン印刷等を用いて作製することができる。
【００３１】
また、図１，２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３の下地部１３ａ上には、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。なお、図１では、説明の便宜上、被覆層２７の形成領域を一点鎖線で示している。
【００３２】
被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆層２７は、共通電極１７および個別電極１９の保護をより確実にするため、図２に示すように保護層２５の端部に重なるようにして形成されることが好ましい。被覆層２７は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料をスクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。
【００３３】
被覆層２７は、駆動ＩＣ１１と接続される個別電極１９、および接続電極２１を露出させるための開口部（不図示）が形成されており、開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９および接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。
【００３４】
図３を用いて、共通電極１７および個別電極１９について詳細に説明する。なお、上述した通り、共通電極１７および個別電極１９は、薄膜形成技術により一体的に作製されており、共通電極１７および個別電極１９を用いて本発明の電極について説明する。
【００３５】
共通電極１７および個別電極１９は、酸素を含有するアルミニウムにより形成されている。また、共通電極１７および個別電極１９は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを有している。第１領域Ｒ１は、保護層２５側に位置する表面から１５０ｎｍの深さより深い領域である。第２領域Ｒ２は、保護層２５側に位置する表面から１５０ｎｍの範囲に位置する領域である。なお、共通電極１７および個別電極１９の保護層２５側に位置する表面とは、上面１７ｅ，１９ｅのことである。
【００３６】
第１領域Ｒ１は、電気抵抗層１５上に設けられており、共通電極１７および個別電極１９の、保護層２５よりも電気抵抗層１５側に設けられている。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１上に設けられており、共通電極１７および個別電極１９の表層領域をなしている。
【００３７】
第１領域Ｒ１は、酸素を含有しており、例えば、酸素を１原子％以上１３原子％以下含有していることが好ましい。また、酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて１原子％／ｎｍ以下であることが好ましい。また、第１領域Ｒ１は、酸素の含有量と、第１領域Ｒ１における酸素の含有量の平均値との差の絶対値が１原子％以下であることが好ましい。すなわち、第１領域Ｒ１は、酸素の含有量が一定となっていることが好ましい。
【００３８】
第２領域Ｒ２は、酸素を含有しており、例えば、酸素を１原子％以上５０原子％以下含有していることが好ましい。また、酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて４原子％／ｎｍ以上１３原子％／ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、第２領域Ｒ２の酸素の濃度勾配は、保護層２５に向けて大きくなっていることが好ましい。
【００３９】
第２領域Ｒ２は、共通電極１７および個別電極１９の保護層２５側に位置する表面１７ｄ，１７ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する領域である。
【００４０】
サーマルヘッドＸ１の共通電極１７および個別電極１９は、例えば以下の方法により形成することができる。
【００４１】
まず、共通電極１７および個別電極１９となる材料層を電気抵抗層１５上の全面にわたってスパッタリング法により成膜する。この時、アルゴンガスに対して２％の分圧となるように酸素ガスを混入した状態で材料層を成膜する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてパターンを形成する。
【００４２】
次いで、共通電極１７および個別電極１９を、酸素雰囲気の状態で熱処理を行い、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を形成する。熱処理としては、大気中に２００℃で１２０分間、共通電極１７および個別電極１９を加熱すればよい。
【００４３】
なお、共通電極１７および個別電極１９に含有される酸素の含有量は、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により測定することができる。例えば、共通電極１７および個別電極１９の保護層２５側に位置する表面１７ｄ，１７ｅから、深さ方向にＸＰＳを用いて深さ方向に異なる複数箇所の酸素の含有量を測定すればよい。また、酸素含有量の平均値を求めるには、深さ方向に異なる３箇所の酸素の含有量を測定し、その平均値を求めればよい。また、酸素の濃度勾配は、深さ方向に複数箇所の酸素の含有量を測定し、複数の酸素の含有量から、最小二乗法を用いて近似式を求めて、近似式の勾配を酸素の濃度勾配とすればよい。具体的には、深さ方向に異なる３箇所の酸素の含有量を測定し、その３点から近似式を求め、濃度勾配を測定すればよい。
【００４４】
ここで、アルミニウムの熱膨張率は、約２３×１０−６／Ｋであり、アルミニウム中に含有される酸素の量が多くなるにつれて、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率は減少する。また、共通電極１７および個別電極１９上に設けられる保護層２５の熱膨張率は、保護層２５をＳｉＯ２で形成した場合、約０．６×１０−６／Ｋであり、Ｓｉ３Ｎ４で形成した場合、約３．２×１０−６／Ｋ、ＳｉＯＮで形成した場合、約４．６×１０−６／Ｋであり、保護層２５の熱膨張率は、共通電極１７および個別電極１９に比べて低い値となっている。
【００４５】
共通電極１７および個別電極１９は、保護層２５側に位置する表面１７ｄ，１７ｅから１５０ｎｍの深さより深い第１領域Ｒ１に酸素を含有している。言い換えると、共通電極１７および個別電極１９は、内部にまで酸素を含有している。
【００４６】
そのため、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、保護層２５の熱膨張率に近づけることができる。それにより、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５との間に生じる応力を緩和することにより、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５との間にボイドが生じる可能性を低減することができる。その結果、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５との密着性が低下する可能性を低減することができる。
【００４７】
つまり、共通電極１７および個別電極１９は、内部にまで酸素を含有していることから、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、保護層２５の熱膨張率に近づけることができる。
【００４８】
また、第１領域Ｒ１は、酸素を１原子％以上１３原子％以下の範囲で含有している。それにより、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、保護層２５の熱膨張率に近づけつつ、共通電極１７および個別電極１９の比抵抗が増大することを抑えることができ、電極としての機能を維持することができる。
【００４９】
また、第１領域Ｒ１は、酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて１原子％／ｎｍ以下であることが好ましく、共通電極１７および個別電極１９の内部の組成が一定な状態となっていることが好ましい。それにより、電極として安定的に機能させることができる。また、共通電極１７および個別電極１９の内部の組成が一定な状態となっていることから、共通電極１７および個別電極１９の内部の熱膨張率を均一に近づけることができ、共通電極１７および個別電極１９の内部に応力が生じることを抑えることができる。
【００５０】
また、第１領域Ｒ１は、酸素の含有量と、第１領域Ｒ１における酸素の含有量の平均値との差の絶対値が１原子％以下であることから、共通電極１７および個別電極１９の内部の組成が一定な状態となっており、電極として安定的に機能させることができる。また、内部の熱膨張率を均一に近づけることができ、共通電極１７および個別電極１９の内部に応力が生じることをより抑えることができる。また、酸素の含有量と、第１領域Ｒ１における酸素の含有量の平均値との差の絶対値が０．５原子％以下であることがさらに好ましい。
【００５１】
サーマルヘッドＸ１は、共通電極１７および個別電極１９は、保護層２５側に位置する表面１７ｄ，１７ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する第２領域Ｒ２を有しており、第２領域Ｒ２が酸素を含有している。そのため、保護層２５側に位置する第２領域Ｒ２の熱膨張率を小さくすることができ、第２領域Ｒ２と保護層２５との間にボイドが生じる可能性を低減することができる。その結果、共通電極１７および個別電極１９と、保護層２５とが剥離する可能性をさらに低減することができる。
【００５２】
また、第２領域Ｒ２は酸素を１原子％以上５０原子％以下含有している。そのため、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率と、保護層２５の熱膨張率とにより生じる応力を小さくすることができ、共通電極１７および個別電極１９と、保護層２５とが剥離する可能性を低減することができる。
【００５３】
また、第２領域Ｒ２の酸素の含有量が多くなることにより、耐腐食性を向上させることができる。さらに、第２領域Ｒ２の酸素の含有量が多くなることにより、共通電極１７および個別電極１９からの放熱性を低減することができ、熱効率を向上させることができる。
【００５４】
また、第２領域Ｒ２の酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて４原子％／ｎｍ以上１３原子％／ｎｍ以下であることが好ましい。それにより、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５との間にボイドが生じる可能性を低減しつつ、共通電極１７および個別電極１９の比抵抗が増大することを抑えることができる。
【００５５】
すなわち、第２領域Ｒ２の酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて４原子％／ｎｍ以上であることから、第２領域Ｒ２の熱膨張率が保護層２５に向けて漸次小さくなり、第２領域Ｒ２が、第１領域Ｒ１と保護層２５とに生じる熱膨張率の違いに対する緩衝部として機能することとなる。
【００５６】
また、第２領域Ｒ２の酸素の濃度勾配が、保護層２５に向けて１３原子％／ｎｍ以下であることから、第２領域Ｒ２の内部に大きな応力が加わる可能性を低減することができ、第２領域Ｒ２から保護層２５が剥離を生じる可能性を低減することができる。
【００５７】
また、第２領域Ｒ２の酸素の濃度勾配は、保護層２５に向けて大きくなることが好ましい。それにより、第２領域Ｒ２の酸素の含有量が保護層２５に向けて多くなるため、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、さらに保護層２５の熱膨張率に近づけることができる。
【００５８】
また、第２領域Ｒ２に含有される酸素の含有量が、第１領域Ｒ１に含有される酸素の含有量よりも多いことから、電気抵抗層１５が酸化する可能性を低減することができる。つまり、第２領域Ｒ２の酸素の含有量よりも、第１領域Ｒ１の酸素の含有量のほうが少ないため、電気抵抗層１５の一部により形成される発熱部９の電気抵抗値が、時間の経過とともに変化する可能性を低減することができる。
【００５９】
また、上記の構成により、熱膨張率の小さい第２領域Ｒ２が、保護層２５側に配置されることとなる。その結果、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、保護層２５側に向けて小さくすることができ、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５とに剥離が生じる可能性を低減することができる。
【００６０】
以上のように、サーマルヘッドＸ１は、共通電極１７および個別電極１９が保護層２５側に配置された表面１７ｄ，１７ｅから１５０ｎｍの深さより深い第１領域Ｒ１に酸素を含有しつつ、第２領域Ｒ２にも酸素を含有している。その結果、電極としての機能を維持しつつ、共通電極１７および個別電極１９の熱膨張率を、保護層２５の熱膨張率に近づけることができ、共通電極１７および個別電極１９と、保護層２５との間に剥離が生じる可能性を低減することができる。
【００６１】
また、共通電極１７および個別電極１９の最大高さ（Ｒｙ）が０．０９５〜０．２μｍであることが好ましい。共通電極１７および個別電極１９の最大高さ（Ｒｙ）が０．０９５〜０．２μｍであると、共通電極１７および個別電極１９と保護層２５との密着性をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、共通電極１７および個別電極１９の最大高さ（Ｒｙ）が０．００５〜０．０９５μｍであってもよい。この場合、共通電極１７および個別電極１９の表面が滑らかとなり、保護層２５の封止性を確保することができる。
【００６３】
共通電極１７および個別電極１９の最大高さ（Ｒｙ）は、共通電極１７および個別電極１９の上面１７ｅ，１９ｅに対して垂直な断面で、サーマルヘッドＸ１を切断し、切断面を画像処理することにより、共通電極１７および個別電極１９の上面１７ｅ，１９ｅに対応する粗さ曲線を求める。そして、粗さ曲線の平行線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取った部分における山頂部と谷底部との間隔を測定し、最大高さ（Ｒｙ）を求めることができる。なお、基準長さの抜き取りは、キズとみなされるような並はずれた山頂部と谷底部とが含まれないように行う。
【００６４】
なお、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２は、例えば、共通電極１７および個別電極１９の表面１７ｅ，１９ｅからの距離により定義されており、共通電極１７および個別電極１９の表面１７ｅ，１９ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する領域を第２領域Ｒ２とし、共通電極１７および個別電極１９の表面１７ｅ，１９ｅから１５０ｎｍの深さより深い領域を第１領域Ｒ１としている。
【００６５】
次に、サーマルプリンタＺ１について、図４を参照しつつ説明する。
【００６６】
図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺ１は、上述のサーマルヘッドＸ１と、搬送機構４０と、プラテンローラ５０と、電源装置６０と、制御装置７０とを備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺ１の筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。
【００６７】
搬送機構４０は、駆動部（不図示）と、搬送ローラ４３，４５，４７，４９とを有している。搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図４の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上に位置する保護層２５上に搬送するためのものである。駆動部は、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を駆動させる機能を有しており、例えば、モータを用いることができる。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送する。
【００６８】
プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に位置する保護膜２５上に押圧する機能を有する。プラテンローラ５０は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持固定されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。
【００６９】
電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給する機能を有している。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給する機能を有している。
【００７０】
サーマルプリンタＺ１は、図４に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることにより、記録媒体Ｐに所定の印画を行う。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行う。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
図５を用いてサーマルヘッドＸ２について説明する。サーマルヘッドＸ２は、共通電極１７、個別電極１９、および電気抵抗層１５を覆うように緩衝層１６が設けられている。その他の構成はサーマルヘッドＸ１と同様であり、説明を省略する。
【００７２】
緩衝層１６は、保護層２５と同種の材料により形成することができ、保護層２５に記録媒体（不図示）が押圧された際に生じる応力を緩和する機能を有している。緩衝層１６は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはＳｉＣＮにより形成することができ、熱膨張率の観点からＳｉＮにより形成することが好ましい。緩衝層１６の厚みは、熱膨張率の観点から０．１〜０．４μｍであることが好ましい。
【００７３】
サーマルヘッドＸ２は、保護層２５と、共通電極１７、個別電極１９、および電気抵抗層１５との間に緩衝層１６が設けられている。そのため、緩衝層１６が、保護層２５と、共通電極１７、個別電極１９、および電気抵抗層１５との間に生じる応力を緩和することができる。その結果、保護層２５が剥離する可能性を低減することができる。
【００７４】
また、サーマルヘッドＸ２は、緩衝層１６に接するように第２領域Ｒ２が設けられている。そのため、第１領域Ｒ１に比べて硬度の高い第２領域Ｒ２を、第１領域Ｒ１および緩衝層１６によって挟持する構成となっている。それにより、第２領域Ｒ２に生じる応力を低減することができ、共通電極１７および個別電極１９と、保護層２５とが剥離する可能性を低減することができる。
【００７５】
また、最大高さ（Ｒｙ）の大きい第２領域Ｒ２と緩衝層１６との接合面積を増加させることができ、共通電極１７および個別電極１９と緩衝層１６との密着性を向上させることができる。
【００７６】
＜第３の実施形態＞
図６を用いてサーマルヘッドＸ３について説明する。サーマルヘッドＸ３は、電気抵抗層１５の上に酸化防止層１８が設けられている点で、サーマルヘッドＸ１と異なっている。また、第２領域Ｒ２が側面１７ｄ，１９ｄの全体にわたって形成されていない点でサーマルヘッドＸ１と異なっている。その他の点は、サーマルヘッドＸ１と同一である。
【００７７】
サーマルヘッドＸ３は、電気抵抗層１５の全面にわたって酸化防止層１８が設けられている。つまり、パターニングされた電気抵抗層１５の上面に、電気抵抗層１５と同様の形状にパターニングされた酸化防止層１８が設けられている。
【００７８】
酸化防止層１８は、共通電極１７、個別電極１９、および保護層２５に含有される酸素が、電気抵抗層１５に拡散することを低減する機能を有している。酸化防止層１８は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはＳｉＣＮにより形成することができ、熱膨張率および配線パターンの加工性の観点からＳｉＯにより形成することが好ましい。
【００７９】
酸化防止層１８の厚みは、酸化防止層１８の熱膨張率、配線パターンの加工性、および酸素の拡散防止機能の観点から０．０５〜０．２μｍであることが好ましい。酸化防止層１８は、電気抵抗層１５を形成した後に、スパッタリング法により成膜することにより形成することができる。
【００８０】
サーマルヘッドＸ３は、電気抵抗層１５を覆うように酸化防止層１８が設けられているため、共通電極１７および個別電極１９に含有される酸素が、電気抵抗層１５に拡散する可能性を低減することができる。それにより、電気抵抗層１５を構成する材料の一部が酸化する可能性を低減することができる。
【００８１】
共通電極１７および個別電極１９は、第２領域Ｒ２が側面１７ｄ，１９ｄの全体にわたって形成されていない。言い換えると、第２領域Ｒ２が、上面１７ｅ，１９ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する領域にのみ形成されている。なお、共通電極１７および個別電極１９の保護層２５側に位置する表面とは、サーマルヘッドＸ３では、上面１７ｅ，１９ｅである。
【００８２】
そのため、第２領域Ｒ２と、酸化防止層１８とが接触しない構成となり、酸化防止層１８が劣化しにくくなる。その結果、サーマルヘッドＸ３の長期信頼性を向上させることができる。
【００８３】
サーマルヘッドＸ３の共通電極１７および個別電極１９は、例えば以下の方法により形成することができる。
【００８４】
まず、共通電極１７および個別電極１９となる材料層を電気抵抗層１５上の全面にわたってスパッタリング法により成膜する。この時、アルゴンガスに混入させる酸素ガスの濃度を変化させる。例えば、アルゴンガスに対して２％の分圧となるように酸素ガスを混入した状態で、第１領域Ｒ１を成膜し、アルゴンガスに対して酸素ガスの分圧が１５％の分圧となるように、酸素ガスの導入量を徐々に増加させることにより、第２領域Ｒ２を成膜する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてパターンを形成し、共通電極および個別電極１９を形成することができる。
【００８５】
なお、酸化防止層１８を設けずに、第２領域Ｒ２が、上面１７ｅ，１９ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する領域にのみ形成されるようにしてもよい。その場合においても、第２領域Ｒ２と、電気抵抗層１５とが接触しない構成となり、第２領域Ｒ２に含有される酸素が拡散することにより、電気抵抗層１５に酸化が生じる可能性を低減することができる。
【００８６】
＜第４の実施形態＞
図７を用いて、サーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、電極が、厚電極部２０を有している点でサーマルヘッドＸ１と異なり、その他の点はサーマルヘッドＸ１と同様である。
【００８７】
サーマルヘッドＸ４は、電極が厚電極部２０と薄電極部（共通電極１７および個別電極１９）とを有する２段電極の構造になっている。厚電極部２０は、印刷等の厚膜形成技術により形成されている。厚電極部２０は、発熱部９と所定の距離を離間した状態で設けられており、電極と発熱部９とは、厚電極部２０の上に設けられた共通電極１７および個別電極１９により電気的に接続されている。
【００８８】
厚電極部２０は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを有している。第１領域Ｒ１は、保護層２５側に位置する表面２０ｄ，２０ｅから１５０ｎｍの深さより深い領域であり、保護層２５よりも電気抵抗層１５側に位置している。第２領域Ｒ２は、保護層２５側に位置する表面２０ｄ，２０ｅから１５０ｎｍの範囲に位置する領域であり、電気抵抗層１５よりも保護層２５側に位置している。そのため、第２領域Ｒ２の下方に第１領域Ｒ１が設けられている。
【００８９】
サーマルヘッドＸ４は、第２領域Ｒ２が、共通電極１７および個別電極１９に加えて厚電極部２０の保護層２５側にも設けられている。そのため、電極からの放熱性を低減することにより、熱効率をさらに向上させることができる。また、電極は、第２領域Ｒ２を共通電極１７および個別電極１９の第２領域Ｒ２と、厚電極部２０の第２領域Ｒ２との２層含んでなることにより、耐腐食性をさらに向上させることができる。
【００９０】
サーマルヘッドＸ４の電極は、例えば、以下の方法により形成することができる。
【００９１】
まず、印刷により厚電極部２０を形成する。次に、厚電極部２０の表面２０ｅと側面２０ｄに第２領域Ｒ２を形成するために、酸素雰囲気の状態で熱処理を行う。
【００９２】
次いで、アルゴンガスに対して２％の分圧となるように酸素ガスを混入した状態で、スパッタリング法を行い、共通電極１７および個別電極１９を成膜する。そして、共通電極１７および個別電極１９を成膜した後に、酸素雰囲気の状態で熱処理を行い、第２領域Ｒ２を形成する。
【００９３】
なお、サーマルヘッドＸ４においては、厚電極部２０の上に設けた共通電極１７および個別電極１９も第２領域Ｒ２を有する例を示したが、第２領域Ｒ２を有していなくともよい。厚電極部２０の上に設けた共通電極１７および個別電極１９も第２領域Ｒ２を有していない場合においても、共通電極１７および個別電極１９からの放熱を抑制することができる。このように、第２領域Ｒ２は、共通電極１７および個別電極１９の表面から０．０５〜０．２ｎｍの位置に配置していてもよい。
【００９４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態であるサーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺ１を示したが、これに限定されるものではなく、サーマルヘッドＸ１〜Ｘ４をサーマルプリンタＺ１に用いてもよい。また、複数の実施形態であるサーマルヘッドＸ１〜Ｘ４を組み合わせてもよい。
【００９５】
サーマルヘッドＸ３では、第２領域Ｒ２を形成する際に、アルゴンガスに対する酸素ガスの分圧を増加させるように、酸素ガスの導入量を徐々に増加させる例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、共通電極１７および個別電極１９をスパッタリングにより成膜した後に、アルゴンガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中にて、所定時間熱を加える熱処理を施して第２領域Ｒ２を作製してもよい。また、熱処理の温度を徐々に昇温させて、第２領域Ｒ２を作製してもよい。
【００９６】
また、サーマルヘッドＸ１では、蓄熱層１３に隆起部１３ｂが形成され、隆起部１３ｂ上に電気抵抗層１５が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３に隆起部１３ｂを形成せず、電気抵抗層１５の発熱部９を、蓄熱層１３の下地部１３ｂ上に配置してもよい。または、蓄熱層１３を形成せず、基板７上に電気抵抗層１５を配置してもよい。
【００９７】
また、サーマルヘッドＸ１では、電気抵抗層１５上に共通電極１７および個別電極１９が形成されているが、共通電極１７および個別電極１９の双方が発熱部９（電気抵抗体）に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３上に共通電極１７および個別電極１９を形成し、共通電極１７と個別電極１９との間の領域のみに電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。
【００９８】
また、サーマルヘッドＸ１として、電気抵抗層１５を薄膜形成技術により形成する薄膜ヘッドを用いて説明したが、電気抵抗層１５を厚膜形成技術である印刷技術により形成する厚膜ヘッドであってもよい。さらに、発熱部９が基板７の主面上に設けられる例を示したが、発熱部９は、基板７の端面に設けてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
Ｘ１〜Ｘ４  サーマルヘッド
Ｚ１  サーマルプリンタ
１  放熱体
３  ヘッド基体
５  フレキシブルプリント配線板
７  基板
９  発熱部（電気抵抗体）
１１  駆動ＩＣ
１３  蓄熱層
１５  電気抵抗層
１７  共通電極
１９  個別電極
２１  接続電極
２３  接合材
２４  酸化防止層
２５  保護層
２７  被覆層
２９  被覆部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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