【事件の表示】
　特許第３３２０１６８号「サーマルヘッド」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３２０１６８号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　本件特許第３３２０１６８号に係る発明の出願は、平成５年１１月９日に特許出願され、平成１４年６月２１日にその発明について特許の設定登録がなされ、その後、特許異議申立人石井義章より請求項１〜請求項５に係る発明の特許について特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１５年７月１５日に特許異議意見書の提出とともに訂正請求（以下「本件訂正」という。）がなされたものである。
　
第２　訂正の可否の判断
１．訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、次のとおりである。
　訂正前の請求項１〜請求項４を削除し、訂正前の請求項５を請求項１に改めた上で、
「表面がグレーズ処理された支持基板と、この支持基板上に形成された酸素を含む下地層と、この下地層上に形成された酸素を含む発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された電極層と、前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆し、酸素を含む保護層とを具備するサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体の酸素の含有率をＸ原子％とした場合に、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以下で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以上、あるいは、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以上で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以下であり、
　前記下地層と前記発熱抵抗体との酸素の含有率差と、前記発熱抵抗体と前記保護層との酸素の含有率差との差が５原子％以内であり、
　前記下地層または前記保護層の少なくとも一方が、酸素の他に珪素および窒素を含んでおり、
前記下地層の酸素の含有率が６０原子％以上であることを特徴とするサーマルヘッド。」と訂正する。
　
２．訂正要件についての検討
　訂正後の請求項１の記載は、訂正前請求項５の記載事項、訂正前請求項５が引用する訂正前請求項４の記載事項、及び訂正前請求項４が更に引用する訂正前請求項２の記載事項をすべて含んだ上で、更に「前記下地層と前記発熱抵抗体との酸素の含有率差と、前記発熱抵抗体と前記保護層との酸素の含有率差との差が５原子％以内であり」との限定を付すものであるから、訂正前の請求項１〜請求項４を削除し、訂正前の請求項５を請求項１に改めることと併せて、特許請求の範囲を減縮することを目的とする訂正に該当する。
　また、「前記下地層と前記発熱抵抗体との酸素の含有率差と、前記発熱抵抗体と前記保護層との酸素の含有率差との差が５原子％以内であり」との限定は、願書に添付した明細書の「下地膜と発熱抵抗体との酸素含有率差と、発熱抵抗体と保護膜との酸素含有率差はほぼ同じか、各々の酸素含有率差の差が、せいぜい５原子％以内の範囲であることが望ましい。」（段落【００４５】）との記載に基づくものであるから、新規事項の追加には当たらない。
　さらに、本件訂正が特許請求の範囲を拡張・変更するものでないことは明らかである。
　
３．訂正の可否の判断の結論
　以上のとおり、本件訂正は、特許法１２０条の４第２項ただし書き１号に掲げる事項を目的とするものであり、平成６年法律第１１６号附則６条１項が、同法の施行前にした特許出願に係る特許の願書に添付した明細書又は図面の訂正については、なお従前の例によるとすることにより、特許法１２０条の４第３項において準用する同法１２６条２項及び３項が読み替えられて準用される平成６年法律第１１６号による改正前の特許法１２６条１項ただし書き前文及び２項の規定に規定に適合する。
　
第３　特許異議申立についての判断
１．特許異議申立理由の骨子
　特許異議申立の対象は、請求項１〜請求項５に係る特許であるが、上記のとおり訂正が認められ、訂正前の請求項１〜請求項４は削除されたから、訂正前の請求項５に係る特許に対しての異議申立理由につき検討すれば十分である。
　特許異議申立人の主張は、概略、訂正前請求項５の記載は、本件特許発明の作用効果を奏さない構成が含まれているから、特許法３６条５項（平成６年改正前特許法３６条５項の趣旨と解する。）に規定する要件を満たしていない、というものであり、その根拠として本件明細書段落【００６９】及び【図２】の（ｂ）及び（ｃ）の例を、本件特許発明の作用効果を奏さない例として主張するものである。
　
２．特許異議申立理由についての当審の判断
　訂正後の請求項１に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲【請求項１】に記載された事項により特定されるもの（前記「第２　１」参照）であり、「前記下地層と前記発熱抵抗体との酸素の含有率差と、前記発熱抵抗体と前記保護層との酸素の含有率差との差が５原子％以内」との限定が付されたものである。
　ここで【図２】の（ｂ）及び（ｃ）について検討すると、下地層及び発熱抵抗体の酸素含有率が６２原子％及び５５原子％であって、保護層の酸素含有率が（ｂ）では５５原子％とされ、（ｃ）では４３原子％とされている。これを、下地層と発熱抵抗体との酸素の含有率差と、発熱抵抗体と保護層との酸素の含有率差との差（以下「酸素含有率差差」という。）についてみると、（ｂ）では７原子％、（ｃ）では５原子％とされていることになる。すなわち、（ｂ）は訂正後の請求項１に係る発明の技術的範囲に属さないものであり、（ｃ）は酸素含有率差差がその限界値である５原子％の例である。
　そして、訂正明細書には「本発明により作成されたサーマルヘッドのうち、・・・ｃ（酸素含有率４３原子％）は、いずれも１０８回パルス印加に至るまで、抵抗値の変化率は±８％以内と安定していた。」（段落【００６９】）と記載されており、請求項１に係る発明における酸素含有率差差の限界値においても、抵抗値が安定している旨記載されている。そして、酸素含有率差差がその限界値より小さければ、より安定するであろうことは想像に難くないから、訂正後の請求項１の記載が、本件特許発明の作用効果を奏さない構成を含むということはできない。
　特許異議申立人は、特許明細書の「（ｃ）においては、抵抗値は初期から下降を示した。」（段落【００６９】）、及び「抵抗値が低下すると、発熱抵抗体に過剰パワーが印加され破壊の原因になる。」（段落【００４５】）との記載を捉え、「安定した寿命特性を持つサーマルヘッドを実現できる。」（段落【００７２】）との作用効果を奏さないと主張する（なお、ここで摘記した各記載は、本件訂正によって訂正されていない。）が、もとより発熱抵抗体の抵抗値が経時変化することは避けられず、技術的に重要なのは、その変化度合いを、通常想定される使用回数との関係で、使用可能限度内にとどめることである。段落【００４５】の記載は、単に抵抗値の低下が破壊原因となるとの一般的性質を述べたにすぎず、段落【００６９】の記載は、抵抗率変化の傾向が増加傾向ではなく初期から低下傾向であることを述べたにすぎない。そして、抵抗値の低下があるとしても、その度合いが小さければ、「安定した寿命特性を持つサーマルヘッドを実現できる。」との作用効果と矛盾しないことはいうまでもなく、（段落【００６９】）の上記記載によれば、訂正後請求項１記載の構成によって、同作用効果が奏されることを疑う理由はない。
　したがって、特許異議申立人の主張は採用できず、請求項１（訂正後）の記載は、平成６年改正前特許法３６条５項に規定する要件を満たすものと認める。
　以上によれば、特許異議申立理由によって、請求項１に係る特許を取り消すことはできない。また、他に請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　
第４　むすび
　よって、結論のとおり決定する
【異議決定日】
平成１５年８月６日（２００３．８．６）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
サーマルヘッド
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　
表面がグレーズ処理された支持基板と、この支持基板上に形成された酸素を含む下地層と、この下地層上に形成された酸素を含む発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された電極層と、前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆し、酸素を含む保護層とを具備するサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体の酸素の含有率をＸ原子％とした場合に、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以下で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以上、あるいは、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以上で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以下であり、
　
前記下地層と前記発熱抵抗体との酸素の含有率差と、前記発熱抵抗体と前記保護層との酸素の含有率差との差が５原子％以内であり、
　
前記下地層または前記保護層の少なくとも一方が、酸素の他に珪素および窒素を含んでおり、
前記下地層の酸素の含有率が６０原子％以上であることを特徴とするサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、例えば、発熱抵抗体への投入エネルギー密度が高い高精細型サーマルヘッドに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　サーマルヘッドは、音が小さく、保守が容易で、また、ランニングコストが低いなどの特徴があり、ファクシミリやワープロ用プリンタなど、各種の記録装置に使用されている。また、高精細のサーマルヘッド、例えば４００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）程度以上のものは、孔判印刷用としても用いられる。
　【０００３】
　ところで、高精細のサーマルヘッドにおいては、解像度をより向上させるために発熱抵抗体の形状を微細化すること、そして、投入エネルギー密度を増加することが求められている。このような要求から、投入エネルギー密度を増加できる構造のサーマルヘッドが必要とされている。
　【０００４】
　サーマルヘッドの発熱抵抗体を微細化し、また、これに伴い投入エネルギー密度を増加させると、発熱抵抗体の中央部における発熱温度のピークが上昇する。発熱温度が上昇することによって、発熱抵抗体の抵抗値が動作時間の経過とともに上昇し、やがて規定の抵抗値を越えてしまうことがある。特に、発熱抵抗体の温度が６００℃を越えるような場合は、サーマルヘッドを構成するグレーズ層と発熱抵抗体との反応が顕著になり、発熱抵抗体の抵抗値が劣化する。
　【０００５】
　発熱抵抗体の発熱温度の上昇の原因は、グレーズ層から発熱抵抗体へ不純物が拡散することにあるとして、グレーズ層と発熱抵抗体との間に、
　　ＳｉＮｘＯｙ（０．２＜ｘ＜１．１、０．２＜ｙ＜１．８）……（１）
の組成を有する下地層を設け、発熱抵抗体への不純物の拡散を抑える方法が考えられている（特開昭６１−２９７１５９号公報）。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記した従来の方法では、下地層の材料を選ぶ場合、グレーズ層から発熱抵抗体への不純物の拡散を抑える能力、あるいは、グレーズ層や発熱抵抗体との付着力などの特性が考慮される。
　【０００７】
　しかし、本発明者らが、下地層や発熱抵抗体、保護層に対していろいろな材料を用いたサーマルヘッドを試作し、その特性を調べた結果、サーマルヘッドの耐パワー性は、必ずしも下地層の特性だけでは決まらず、発熱抵抗体や保護層に使用される材料との組み合わせで相違することが分かった。
　【０００８】
　また、特開昭６１−２９７１５９号公報で示された組成範囲の下地層を用いた場合、サーマルヘッドを高解像度で動作させ、投入パワー密度が大きくなると、グレーズ層と下地層間で剥離が生じ易くなる。
　【０００９】
　これは、グレーズ層と下地層の熱膨脹率に差があり、動作時に両者の界面に応力が生じる。そして、このような熱ストレスが繰り返され剥離に至るものと考えられる。このような剥離は、動作時の投入パワー密度が大きく、また発熱抵抗体の到達温度が高い高精細サーマルヘッドの場合に顕著になる。
　【００１０】
　また、上記した組成範囲の下地層を用いた場合、Ｔａ−ＳｉＯ２やＮｂ−ＳｉＯ２を抵抗膜として用い、ドライエッチングにより抵抗膜をパターニングし、抵抗層を構成する際にも不具合が生じる。
　【００１１】
　例えば、抵抗膜と下地膜とのエッチングの選択比が小さいために、基板の全範囲に渡ってリード間の抵抗膜をエッチングするような条件では、下地膜の不要な部分までエッチングされる。下地膜の不要な部分がエッチングされると、抵抗膜とリード間に段差を生じ、その後の工程で保護膜を付けるときにステップカバレージが悪化する。また、下地膜の表面がエッチングされることにより、表面に微細な凹凸が生じ、ドライエッチングの際にフッ化物が下地膜の表面に残る。この結果、保護膜を形成した場合に、下地膜と保護膜間にフッ化物が存在することになり、両者の付着力が低下する。
　【００１２】
　上記したグレーズ層と下地層の剥離、あるいは、下地膜と保護膜の付着力の低下を解決するために、出願人は、下地膜の窒素（Ｎ）の含有率を７原子％以下とするサーマルヘッドを提案している。この場合、（１）式でｙ＞１．８、すなわち酸素（Ｏ）の含有率が６０原子％以上の組成となる。このような組成にすることで以下の２点が改善される。
　【００１３】
　（１）グレーズ層との熱膨脹率の差が小さくなり、耐熱衝撃性が改善される。
　【００１４】
　Ｓｉ、Ｏ、Ｎ膜の機械的特性や熱膨張率は、その組成によりＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４のそれぞれの特性の中間の値を取る。これは、Ｓｉ−Ｏ、またはＳｉ−Ｎの結合割合で決まるアモルファス構造が、機械的特性や熱膨張率などの特性を支配するためと考えられる。Ｏの含有率が大きくなればＳｉ−Ｏの結合割合が増え、ＳｉＯ２的な特性に近づく。一方、Ｎの含有率が大きくなればＳｉ−Ｎの結合割合が増え、Ｓｉ３Ｎ４的な特性に近づく。
　【００１５】
　例えば、ヌープ硬度を例に取ると、図４に示すようにＮ含有率が１２原子％以上では殆ど一定の値を示し、Ｎ含有率が１２原子％以下になるとＮ含有率の低下によってヌープ硬度が低下する。なお、図４で、縦軸がヌープ硬度（ｋｇ・ｆ／ｍｍ２）、そして、横軸がＮ含有率（原子％）である。
　【００１６】
　Ｎが１２原子％の場合は、Ｓｉ原子の４本の結合手の内、概ね１本がＮと結合し、残りの３本がＯと結合する場合に相当する。Ｎの割合がこれ以上になると、確率的に大部分のＳｉが必ず１個以上のＮと結合する。このような組成範囲では、ＳｉＯ２膜と比較して構造的な自由度が制限され、Ｓｉ３Ｎ４膜に近い機械的特性を示すと考えられる。Ｎが１２原子％以下になると、ＳｉＯ２のような構造、即ち頂点のＯ原子を共有して珪酸４面体が繋がる構造が支配的になる。このため、結合構造に対する依存性が大きい膜硬度や膜応力などの特性は、Ｎ含有率が減少するとともにＳｉＯ２膜の特性に近づく。
　【００１７】
　なお、耐熱衝撃に関係する熱膨脹率については、薄膜での測定は困難である。しかし、ＳｉＯ２（石英）とＳｉ３Ｎ４の熱膨脹率の対比から、Ｎ含有率が減少すると熱膨脹率が増大すると考えられる。また、膜中のＮ含有率とヌープ硬度の関係からも、Ｎ含有率の減少で熱膨脹率が増大すると考えられる。この場合、Ｎ含有率が１２原子％前後から減少するにつれて、熱膨脹率が大きく増大することが予想される。
　【００１８】
　ところで、従来技術（特開昭６１−２９７１５９号公報）で示された組成の下地膜と出願人が提案した組成の下地膜とを比較すると、前者で示した下地膜の熱膨張率はＳｉ３Ｎ４膜のそれに近く、後者の下地膜はＳｉＯ２に近いと考えられる。したがって、後者の下地膜の方が、ＳｉＯ２を主成分とするガラスグレーズの熱膨張率に近く、ヒートサイクルを繰り返すサーマルヘッドの下地層に適している。特に、高精細サーマルヘッドの場合には、発熱抵抗体への投入エネルギー密度が大きく、下地膜やグレーズ層の到達温度が大きくなるため、その効果が大きく、グレーズと下地膜間の剥がれを抑えることができる。
　【００１９】
　なお、下地膜の電気的、あるいは光学的な特性は、成膜する装置や条件で変化する膜欠陥や不純物に影響される。しかし、機械的特性や熱膨張率は、成膜する装置や条件による影響は小さい。したがって、機械的特性や熱膨張率は、膜組成によってほぼ決定され、成膜する装置や条件による影響は小さいと考えられる。
（２）下地膜の耐ドライエッチング性が改善される。
　【００２０】
　例えば、Ｔａ−ＳｉＯ２やＮｂ−ＳｉＯ２の抵抗膜をパターニングする際、エッチングガスとしてＣＦ４とＯ２が用いられ、ＣＤＥ法で行われる。このとき、下地膜のエッチンゲレイトはできる限り小さいこと（エッチングされ難い）が望まれる。エッチンゲレイトが大きいと、下地膜が不要部分までエッチングされ、不要な段差が生じたり、また、表面に凹凸が生じ、保護膜の段差被覆性や付着力が悪化する。
　【００２１】
　Ｓｉ、Ｏ、Ｎ膜のＣＤＥ法に対するエッチングレイトは、膜組成の点から見た場合、Ｏ濃度が大きい（即ちＮ濃度小さい）ほど小さい。これは、Ｓｉ−Ｎ結合の方がＳｉ−Ｏ結合よりＦラジカルに侵され易いことによる。また、Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＯ２のＣＤＥレイトを比較すると、前者の方が１桁大きいことからも予想される結果である。
　【００２２】
　ところで、出願人が提案した下地層は、従来技術（特開昭６１−２９７１５９号公報）で示された下地層に較べ、Ｏ濃度が大きくＮ濃度は小さい。したがって、ＣＤＥレイトが小さく、また、保護膜の段差被覆性や付着力に優れたサーマルヘッドを実現できる。
　【００２３】
　しかし、Ｓｉ、Ｏ、Ｎの下地膜を用い、Ｏの含有率が６０原子％以上であるサーマルヘッドに対し、耐パルス寿命試験を行ったところ、初期の段階から抵抗値が上昇する傾向が見られ、耐パルス寿命特性が悪化する。
　【００２４】
　本発明は、上記した欠点を解決し、耐パワー特性、または、耐パルス寿命特性を改善したサーマルヘッドを提供することを目的としている。
　【００２５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の下層にグレーズ層との間に設けられた無機の下地層と、前記発熱抵抗体の上層に設けられた無機の保護層とを具備するサーマルヘッドにおいて、前記下地層中の酸素含有率（原子％）および前記保護層中の酸素含有率（原子％）が、前記発熱抵抗体中の酸素含有率（原子％）と同等、もしくはそれより低く設定されている。
　【００２６】
　また、表面がグレーズ処理された支持基板と、この支持基板上に形成された酸素を含む下地層と、この下地層上に形成された酸素を含む発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された電極層と、前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆し、酸素を含む保護層とを具備するサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体の酸素の含有率をＸ原子％とした場合に、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以下で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以上、あるいは、前記下地層の酸素の含有率がＸ原子％以上で前記保護層の酸素の含有率がＸ原子％以下に設定されている。
　【００２７】
　また、前記下地層または前記保護層の少なくとも一方が、酸素の他に珪素を含んでいる。
　【００２８】
　また、前記下地層または前記保護層の少なくとも一方が、酸素の他に珪素および窒素を含んでいる。
　【００２９】
　また、前記下地層の酸素の含有率が６０原子％以上になっている。
　【００３０】
　【作用】
　本発明者らは、サーマルヘッドの動作時に、発熱抵抗体の抵抗値が上昇する主な原因が、下地層や発熱抵抗体、保護層を構成する各構成元素の相互間の固相拡散や拡散後の反応にあると考えた。このような考えから、サーマルヘッドを図５に示すようにモデル化し、そして、無機絶縁膜や抵抗膜に対しいろいろな材料を組み合わせて加熱処理を行い、抵抗膜のシート抵抗変化や組成変化を調べた。なお、強制加熱の条件としては、８００℃、３０分の真空中加熱を用いた。
　【００３１】
　図５でモデル化されたサーマルヘッドでは、Ａｌ２Ｏ３からなる支持基板２１、支持基板２１上に形成されたグレーズ層２２、そして、無機絶縁膜２３、抵抗膜２４が順に形成されている。
　【００３２】
　なお、無機絶縁膜２３には、Ｓｉ−Ｏ系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｔａ−Ｏ系などの材料が、また、抵抗膜２４には、Ｔａ−ＳｉＯ２、Ｎｂ−ＳｉＯ２などの材料が使用された。
　【００３３】
　そして、実験結果によれば、無機絶縁膜２３中の酸素含有率が、抵抗膜２４中の酸素含有率と実質的に同等かそれ以下の場合に、加熱処理後の抵抗膜のシート抵抗が上昇していないことが分かった。これに対し、無機絶縁膜２３中の酸素含有率が抵抗膜２４中の酸素含有率より大きくなると、加熱処理後の抵抗膜のシート抵抗は、処理前に比較して上昇していた。この場合、無機絶縁膜２３中の酸素含有率と抵抗膜２４中の酸素含有率の差が大きくなるほど、上昇の程度が大きいことが分かった。
　【００３４】
　例えば、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ等からなる無機絶縁膜２３上に、Ｓｉ、Ｏ、Ｔａを主成分とするサーメット抵抗膜２４を配した構成の実験結果を図６に示す。図６では、縦軸が加熱処理前後のシート抵抗の変化（倍）、横軸が無機絶縁膜２３中の酸素濃度（原子％）である。なお、図６において、○印（ａ、ｂ）や△印（ｃ、ｄ、ｅ）、□印（ｆ）は、それぞれ無機絶縁膜２３の成膜装置が相違している。また、◇印はグレーズ層で、成分が無機絶縁膜２３とは相違している。
　【００３５】
　ここでは、無機絶縁膜２３中の酸素濃度は、それぞれの膜をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により分析し、相対感度法で求めた。
　【００３６】
　また、加熱処理の前後における抵抗膜中の組成の変化についても、同じくＸＰＳで解析した。その結果によれば、加熱処理した後にシート抵抗が増加したものほど、抵抗膜中の酸素含有率が増加し、また、Ｓｉ、Ｔａ（Ｎｂ）等の被酸化成分の含有率が相対的に低下していた。
　【００３７】
　上記の実験結果は、サーマルヘッドの下地層と抵抗膜間、そして、上下が逆になっているものの抵抗膜と保護層間、それぞれの構成元素の拡散や拡散後の反応を単純化した評価に相当する。
　【００３８】
　なお、シート抵抗の増加は、（ａ）下地層と抵抗膜間の構成元素の濃度差に応じた固相拡散、（ｂ）酸素濃度が増大したことによる抵抗膜中のＳｉ、Ｔａ（Ｎｂ）など被酸化成分の酸化、によって定性的に説明される。
　【００３９】
　したがって、サーマルヘッドが動作することによって生じる抵抗膜の抵抗値の上昇を抑えるためには、抵抗膜を挟んで位置する下地層や保護層の酸素濃度を、抵抗膜中の酸素濃度と実質的に同等かそれ以下の値とすることにより、また、抵抗膜中への拡散による酸素の侵入を抑えることが必要となる。
　【００４０】
　なお、上記した実験では、各元素の含有率を評価量として用いている。拡散現象を扱う場合、評価量として濃度を用いるのが一般的である。しかし、膜中の各元素の濃度の測定が困難であるため、評価量として含有率を用いている。
　【００４１】
　また、各元素の含有率と濃度との関係は、膜の材料組成や密度によって異なる。しかし、上記実験のように、抵抗膜に接する下地層や保護層が無機膜の場合は、各膜中の各元素の含有率は、濃度の代替指標と考えることができる。したがって、実際の解析では濃度の代わりに含有率を用いている。
　【００４２】
　上記したように、本発明のサーマルヘッドによれば、下地層中の酸素濃度および保護層中の酸素濃度を、発熱抵抗体中の酸素濃度と実質的に同等、もしくはそれより低く設定している。したがって、固相拡散による発熱抵抗体中の酸素濃度の増大を抑えることができる。このため、動作時の抵抗値の上昇を抑えることができ、耐パワー性の優れたサーマルヘッドを実現できる。
　【００４３】
　次に、変形例について、以下に説明する。この変形例においては、膜中酸素濃度が抵抗膜に比べて下地膜中で大きく、保護膜中で大きいか、もしくは逆に、下地膜中で小さく保護膜中で大きい場合である。
　【００４４】
　例えば、酸素含有率が５５原子％のＴａＳｉＯで発熱抵抗体を、そして、酸素含有率が６２原子％のＳｉＯＮで下地層を、また、酸素含有率が４８原子％のＳｉＯＮで保護膜を、それぞれ形成した。この場合、サーマルヘッドの駆動中に発熱抵抗体に対し下地層から酸素が拡散侵入し、抵抗値を上昇させるように作用する。しかし、発熱抵抗体から保護膜へ拡散侵入する酸素もあり、これが抵抗値を下降させるように作用する。この結果、両作用が相殺され、抵抗値を安定にする。
　【００４５】
　なお、下地膜と発熱抵抗体との酸素含有率差と、発熱抵抗体と保護膜との酸素含有率差はほぼ同じか、各々の酸素含有率差の差が、せいぜい５原子％以内の範囲であることが望ましい。両者の酸素含有率差の差が３原子％よりも大きくなると、発熱抵抗体の酸化還元のバランスが崩れ、サーマルヘッドの駆動中の抵抗値変化が大きくなり寿命が短くなる。例えば、酸化作用が勝る場合は抵抗値が初期から上昇する。一方、還元作用が勝る場合は、抵抗値は初期から低下する。抵抗値が低下すると、発熱抵抗体に過剰パワーが印加され破壊の原因になる。本発明によれば、発熱抵抗体の酸素の含有率をＸ原子％とした場合に、下地層の酸素の含有率がＸ原子％以下で保護層の酸素の含有率がＸ原子％以上、あるいは、下地層の酸素の含有率がＸ原子％以上で保護層の酸素の含有率がＸ原子％以下に設定されている。したがって、発熱抵抗体の酸化還元のバランスがよく、耐パルス寿命特性を改善できる。
　【００４６】
　【実施例】
　本発明の実施例について、図１を参照して説明する。
　【００４７】
　１は支持体で、例えばＡｌ２Ｏ３が用いられる。そして、支持体１の上部に、ガラスグレーズ層２が形成され、支持基板が構成される。なお、ガラスグレーズ層２はＳｉＯ２を主成分とし、約６０μの厚さに形成される。
　【００４８】
　なお、支持体１としてはＡｌ２Ｏ３に限らず、他の金属あるいは非金属を用いることができる。また、ガラスグレーズ層２にもいろいろな添加材料を含んだものから選択できる。
　【００４９】
　また、支持基板の上に、約１μの膜厚で下地膜３が形成される。下地膜３の形成にはスパッタリング法が用いられ、Ｓｉ−Ｏ系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ−Ｚｒ系、Ｔａ−Ｏ−Ｎ系など種々の材料が用いられる。
　【００５０】
　それぞれの系の下地膜は、ターゲットの組成やスパッタガスの酸素添加量を変え、膜中の酸素濃度を複数の水準に変化させた。その代表的な例として、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系下地膜を成膜した際の成膜条件を表１に示す。
　【００５１】
　表１．スパッタリング条件
　　ターゲット投入パワー密度　　；４．３Ｗ／ｃｍ２
　　スパッタリングガス及び流量　；Ａｒ　２４　ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　Ｏ２　；（ａ）２．４ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）３．６ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｃ）４．８ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｄ）７．２ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｅ）９．６ｓｃｃｍ
　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｆ）１２．０ｓｃ
　　スパッタリングガス圧力　　　；３．０×１０−１Ｐａ
　　基板加熱温度　　　　　　　　；２２０℃
表１の膜組成に付き、それぞれＸＰＳ相対感度法で膜組成を分析した結果を表２に示す。膜組成の値は、下地層表面から５０ｎｍステップで５００ｎｍまでのデプスプロファイルをとり、各々の測定点の組成を平均している。
　【００５２】
　また、下地膜３の上に、スパッタリング法で抵抗膜を形成した。抵抗膜には、Ｎｂ−ＳｉＯ２系、または、Ｔａ−ＳｉＯ２系の材料を用い、それぞれの抵抗膜の膜組成に関しては、下地膜３の場合と同様に、ＸＰＳで分析した。
　【００５３】
　抵抗膜の組成は、ターゲットの組成やスパッタリングの条件で異なるが、代表例を表３に示す。
　【００５４】
　抵抗膜を成膜した後、Ａｌリード電極膜やＡｌ共通電極膜を、それそれスパッタリング、そして真空蒸着で成膜した。
　【００５５】
　Ａｌリード電極膜やＡｌ共通電極膜を成膜後、ＰＥＰ工程を通して発熱抵抗体４、個別電極５、及び共通電極６を形成した。
　【００５６】
　なお、Ａｌ電極膜のエッチングには燐酸、酢酸、硝酸からなる混酸を用いた。また、Ｔａ−ＳｉＯ２やＮｂ−ＳｉＯ２抵抗膜のエッチングにはＣＤＥ法を用いた。また、ＣＤＥの際の導入ガスとしてＣＦ４とＯ２を用いている。
　【００５７】
　発熱抵抗体や電極の材料には、他の材料を用いることができ、また、成膜方法やパターニング方法もいろいろなプロセス技術を用いることができる。
　【００５８】
　次に、Ａｌ電極の大部分と前記発熱抵抗体、少なくとも発熱部を被覆するように、保護膜７を形成した。
　【００５９】
　保護膜７は、下地膜３と同様に、Ｓｉ−Ｏ系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ−Ｚｒ系、Ｔａ−Ｏ−Ｎ系などの種々の材料を用い、スパッタリング法によって、３μの膜厚に形成した。また、下地膜３と同様に、各々の系の保護膜７に対し、ターゲットの組成やスパッタガスの酸素添加量を変え、膜中の酸素濃度を複数に変化させた。
　【００６０】
　上記した構成のサーマルヘッドを、実装工程で製品に組み立て、耐パワー性能の試験を行った。その結果、下地層や保護層中の酸素含有率が、抵抗膜中の酸素含有率と実質的に同レベルか、それ以下の場合に、優れた耐パワー特性を示すことが確認された。
　【００６１】
　本発明の他の実施例について説明する。Ａｌ２Ｏ３からなる支持基体上に、ＳｉＯ２を主成分とする厚さ約６０μのガラスグレーズ層を形成した。なお、支持基体には、Ａｌ２Ｏ３に限らず、種々の金属や非金属の基板を用いることができる。また、ガラスグレーズ層も種々の添加材料を含んだものから選択することができる。
　【００６２】
　そして、グレーズ層上に、スパッタリング法を用い、Ｓｉ、Ｏ、Ｎを主成分とする下地層を形成した。下地層の形成条件は、ターゲット投入パワー密度が４．３Ｗ／ｃｍ２、スパッタリングガス及び流量はＡｒ２４．０ｓｃｃｍ・Ｏ２１１．０ｓｃｃｍ、スパッタリングガス圧力は３．０×１０−１Ｐａ、基板加熱温度は２２０℃で、そして厚さは１μｍとした。なお、ターゲットは、Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の粉末を１：１のｍｏｌ比で混合し、ホットプレスで固めた後、焼結したものを使用した。
　【００６３】
　上記の条件で形成した下地層の組成を、Ｘ線光電子分光法にて組成分析を行った。その結果、Ｏ：６２原子％、Ｓｉ：３３原子％、Ｎ：４原子％、Ｃ：１原子％であった。これら組成値は、下地層表面から１０ｎｍ間隔でＡｒエッチングによるデプスプロファイルをとり、各々の組成を平均して求めた。
　【００６４】
　この下地膜上に、ＴａＳｉＯからなる発熱抵抗体をスパッタリング法により形成した。このとき用いられたターゲットは、ＴａとＳｉＯ２の粉末を４７：５３のｍｏｌ比で混合し、ホットプレスで固めた後、焼結したものである。
　【００６５】
　下地層と同様に発熱抵抗体の組成を分析したところ、Ｏ：５５原子％、Ｓｉ：１６原子％、Ｔａ：２６原子％、Ｃ：１原子％であった。
　【００６６】
　更に、Ａｌの電極を設け、ＰＥＰプロセスによりパターニングを行った。次に、下地層と同様の方法で、ＳｉＯＮスパッタ膜の保護層を３μｍの厚さに形成した。なお、酸素の流量は１１．０、７．５、４．５、３．６ｓｃｃｍの４水準とした。それぞれの酸素含有率は、６２、５７、４８、４３原子％となった。図２には、下地層Ａ、抵抗体Ｂ、保護層Ｃそれぞれの酸素含有率の関係を模式的に示している。
　【００６７】
　その後、これらの試料を実装工程に移し、抵抗体形状が３５×６０μｍで、解像度が４００ｄｐｉのサーマルヘッドを完成した。
　【００６８】
　これらのサーマルヘッドを、パワー０．２８Ｗ／ｄｏｔ、パルス幅０．５ｍｓ、パルス周期３．０ｍｓの駆動条件で連続的にパルスを印加し、耐パルス寿命試験を行った。その結果を図３に示す。図３の縦軸は抵抗変化率（％）、横軸はパルスの印加数である。
　【００６９】
　本発明により作成されたサーマルヘッドのうち、ａ（酸素含有率４８原子％）、ｂ（酸素含有率５５原子％）、ｃ（酸素含有率４３原子％）は、いずれも１０８回パルス印加に至るまで、抵抗値の変化率は±８％以内と安定していた。特に、下地層と発熱抵抗体の間の酸素含有率の差、そして、発熱抵抗体と保護層の間の酸素含有率の差が、いずれも７原子％と同一に作成された（ａ）では、抵抗値変化率は±２％以下と極めて安定していた。また、発熱抵抗体と保護層の間に酸素含有率に差が認められない（ｂ）においては、抵抗値は初期から上昇を示している。これは、下地層の酸素が発熱抵抗体中に徐々に拡散侵入し、発熱抵抗体の酸化を促進するためと考えられる。下地層と発熱抵抗体の間の酸素含有率の差より、発熱抵抗体と保護層の間の酸素含有率の差の方が大きい（ｃ）においては、抵抗値は初期から下降を示した。これは、下地層の酸素が発熱抵抗体中に移行する分より、発熱抵抗体中の酸素が保護層側へ移行する分が多く、総合的には発熱抵抗体が還元作用を受けるためと考えられる。
　【００７０】
　（ｄ）は本発明の組成範囲外の値で作成されたもので、発熱抵抗体より下地層の方が酸素含有率が多く、また、保護層の酸素含有率も発熱抵抗体よりも多くしてある。この場合、抵抗値は初期から大きく上昇し、１×１０６回パルスの時点で抵抗値変化率が＋１０％に達した。これは、下地層や保護層の両者から発熱抵抗体中に酸素が拡散侵入し、発熱抵抗体中の酸化が急激に進んだものと推測される。
　【００７１】
　特に、下地層をＳｉＯＮで形成する場合、駆動時の発熱抵抗体温度が特に高くなる高解像度サーマルヘッドでは、下地層の酸素含有率が６０原子％以下であると、グレーズ層と下地層間の剥離が起き易くなり、一方、６０原子％以上であると駆動時の抵抗値変化が正方向に大きくなるという問題があった。しかし、この問題は本発明によって解決された。
　【００７２】
　【発明の効果】
　本発明によれば、抵抗値の上昇を抑制することができ、また、安定した寿命特性を持つサーマルヘッドを実現できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施例であるサーマルヘッドの要部を示す部分分解斜視図である。
　【図２】
　本発明を説明する図で、サーマルヘッドの下地層、抵抗体、保護層間の酸素含有率の関係を示す模式図である。
　【図３】
　本発明を説明する図で、耐パルス寿命試験結果を示す図である。
　【図４】
　サーマルヘッドのヌーブ硬度を説明する図である。
　【図５】
　サーマルヘッドのサンプルを示す断面模式図である。
　【図６】
サーマルヘッドについて、下地層中の酸素含有率と加熱処理前後の抵抗膜のシート抵抗の変化との関係を示す図である。
　【符号の説明】
　１…支持体
　２…ガラスグレーズ層
　３…下地層
　４…発熱抵抗体
　５…個別電極
　６…共通電極
　７…保護層