WO2012157641A1 - サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

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WO2012157641A1
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thermal head
heat generating
electrode
thermal
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浩史 桝谷
義彦 藤原
康二 越智
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    • B41J2/33555—Structure of thermal heads characterised by type
    • B41J2/3357—Surface type resistors

Definitions

  • the present invention relates to a thermal head and a thermal printer including the same.
  • the thermal head described in Patent Document 1 includes a substrate, an electrode provided on the substrate, a heat generating part connected to the electrode, and a protective layer provided on the heat generating part.
  • the protective layer includes a first layer made of an inorganic material containing silicon oxide and / or silicon nitride, a second layer made of a sintered body of perhydropolysilazane, and silicon nitride and / or silicon carbide. It is disclosed that it is composed of a third layer made of an inorganic material that is included (see Patent Document 1).
  • the thermal conductivity of the first layer is low, and the thermal response characteristic of the thermal head may be low.
  • a thermal head includes a substrate, an electrode provided on the substrate, a heat generating part connected to the electrode, and a protective layer provided on the upper surface of the heat generating part.
  • the protective layer has a first layer containing silicon carbonitride provided on the upper surface of the heat generating portion and a second layer containing silicon oxide provided on the first layer.
  • a thermal printer includes the thermal head described above, a transport mechanism that transports a recording medium onto a protective layer, and a platen roller that presses the recording medium onto the protective layer.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of the thermal head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a region P shown in FIG. 2. It is a figure which shows schematic structure of one Embodiment of the thermal printer of this invention. In the area
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a modification of the thermal head shown in FIG. 7 in a region P shown in FIG. 2.
  • the thermal head X ⁇ b> 1 of this embodiment includes a radiator 1, a head substrate 3 disposed on the radiator 1, and a flexible printed wiring board 5 connected to the head substrate 3 (hereinafter referred to as “head”). And FPC5).
  • FIG. 1 illustration of the FPC 5 is omitted, and a region where the FPC 5 is arranged is indicated by a one-dot chain line.
  • the heat radiator 1 is formed in a plate shape and has a rectangular shape in plan view.
  • the radiator 1 is made of a metal material such as copper or aluminum, for example. Further, it has a function of radiating a part of heat generated in the heat generating portion 9 of the head base 3 that does not contribute to printing.
  • a double-sided tape or an adhesive is provided on the upper surface of the radiator 1 so that the radiator 1 and the head base 3 are bonded to each other.
  • the head substrate 3 has a rectangular substrate 7 in plan view, a plurality of heat generating portions 9 provided on the substrate 7 and arranged along the longitudinal direction of the substrate 7, and the arrangement direction of the heat generating portions 9. And a plurality of drive ICs 11 arranged side by side on the substrate 7.
  • the substrate 7 is made of an electrically insulating material such as alumina ceramic or a semiconductor material such as single crystal silicon.
  • a heat storage layer 13 is formed on the upper surface of the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 includes a base portion 13a formed on the entire top surface of the substrate 7, and a raised portion 13b extending in a band shape along the arrangement direction of the plurality of heat generating portions 9 and having a substantially semi-elliptical cross section. .
  • the raised portion 13b functions to favorably press the recording medium to be printed onto a protective layer 25 (described later) formed on the heat generating portion 9.
  • the heat storage layer 13 is made of, for example, glass having low thermal conductivity, and temporarily accumulates part of the heat generated in the heat generating part 9 to increase the temperature of the heat generating part 9. It functions to shorten the time required and improve the thermal response characteristics of the thermal head X1.
  • the heat storage layer 13 is formed, for example, by applying a predetermined glass paste obtained by mixing a glass powder with an appropriate organic solvent onto the upper surface of the substrate 7 by screen printing or the like known in the art, and baking it.
  • an electrical resistance layer 15 is provided on the upper surface of the heat storage layer 13.
  • the electric resistance layer 15 is interposed between the heat storage layer 13 and a common electrode 17, an individual electrode 19, and an IC-FPC connection electrode 21 described later.
  • FIG. 1 in a plan view, the common electrode 17, the individual electrode 19, and an area having the same shape as the IC-FPC connection electrode 21 (hereinafter referred to as an intervening area), the common electrode 17 and the individual electrode 19, In the illustrated example, there are a plurality of 24 areas (hereinafter referred to as exposure areas) exposed from between the two.
  • the intervening region of the electric resistance layer 15 is hidden by the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-FPC connection electrode 21.
  • Each exposed region of the electrical resistance layer 15 forms the heat generating portion 9 described above.
  • the some heat-emitting part 9 is arrange
  • the plurality of heat generating portions 9 are illustrated in a simplified manner in FIG. 1 for convenience of explanation, but are arranged with a density of 600 dpi to 2400 dpi, for example.
  • the electric resistance layer 15 is formed of a material having a relatively high electric resistance such as TaN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSiCO, or NbSiO. Therefore, when a voltage is applied between the common electrode 17 and the individual electrode 19 described later and a current is supplied to the heat generating portion 9, the heat generating portion 9 generates heat due to Joule heat.
  • a common electrode 17, a plurality of individual electrodes 19, and a plurality of IC-FPC connection electrodes 21 are provided on the upper surface of the electric resistance layer 15, more specifically on the upper surface of the intervening region.
  • the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-FPC connection electrode 21 are formed of a conductive material, for example, any one of aluminum, gold, silver, and copper, or an alloy thereof. Is formed by.
  • the common electrode 17 is for connecting the plurality of heat generating portions 9 and the FPC 5. As shown in FIG. 1, the common electrode 17 has a main wiring portion 17a, a sub wiring portion 17b, and a lead portion 17c.
  • the main wiring portion 17 a extends along one long side that is the long side on the left side of the substrate 7.
  • the sub wiring part 17b extends along one and the other short sides of the substrate 7, and one end part thereof is connected to the main wiring part 17a.
  • the lead portion 17c extends individually from the main wiring portion 17a toward each heat generating portion 9, and the tip portion is connected to each heat generating portion 9.
  • the common electrode 17 is electrically connected between the FPC 5 and each heat generating portion 9 by connecting the other end portion on the right side of the sub-wiring portion 17b to the FPC 5.
  • the plurality of individual electrodes 19 are for connecting each heat generating part 9 and the drive IC 11. As shown in FIGS. 1 and 2, each individual electrode 19 is arranged from each heat generating part 9 to the driving IC 11 so that one end is connected to the heat generating part 9 and the other end is arranged in the arrangement region of the driving IC 11. It individually extends in a strip shape toward the region. Then, the other end portion of each individual electrode 19 is connected to the drive IC 11, so that each heat generating portion 9 and the drive IC 11 are electrically connected. More specifically, the individual electrode 19 divides a plurality of heat generating portions 9 into a plurality of groups, and electrically connects the heat generating portions 9 of each group to a drive IC 11 provided corresponding to each group.
  • the lead portion 17c and the individual electrode 19 of the common electrode 17 are connected to the heat generating portion 9, and the lead portion 17c and the individual electrode 19 are arranged to face each other. In this way, electrode wirings connected to the heat generating portion 9 that is an electrical resistor are formed in pairs.
  • the plurality of IC-FPC connection electrodes 21 are for connecting the driving IC 11 and the FPC 5. As shown in FIGS. 1 and 2, one end of each IC-FPC connection electrode 21 is arranged in the arrangement area of the drive IC 11. Further, the other end portion extends in a band shape so as to be disposed in the vicinity of the other long side which is the long side on the right side of the substrate 7.
  • the plurality of IC-FPC connection electrodes 21 have one end connected to the drive IC 11 and the other end connected to the FPC 5. Thereby, the drive IC 11 and the FPC 5 are electrically connected.
  • the plurality of IC-FPC connection electrodes 21 connected to each drive IC 11 are composed of a plurality of wirings having different functions.
  • the plurality of IC-FPC connection electrodes 21 are formed by, for example, an IC power supply wiring (not shown), a ground electrode wiring (not shown), and an IC control wiring.
  • the IC power supply wiring has a function of supplying a power supply current for operating the driving IC 11.
  • the ground electrode wiring has a function of holding the drive IC 11 and the individual electrode 19 connected to the drive IC 11 at a ground potential of 0V to 1V, for example.
  • the IC control wiring has a function of supplying an electric signal for operating the driving IC 11 so as to control an on / off state of a switching element in the driving IC 11 described later.
  • the drive IC 11 is disposed corresponding to each group of the plurality of heat generating units 9, and the other end of the individual electrode 19 and one end of the IC-FPC connection electrode 21. It is connected to the.
  • the drive IC 11 is for controlling the energization state of each heat generating part 9, and has a plurality of switching elements inside, and is energized when each switching element is on, and each switching element is off. A well-known thing which becomes a non-energized state at the time of a state can be used.
  • each drive IC 11 is provided with a plurality of switching elements inside so as to correspond to each individual electrode 19 connected to each drive IC 11.
  • one connection terminal 11 a (hereinafter referred to as the first connection terminal 11 a) connected to each switching element is connected to the individual electrode 19.
  • the other connection terminal 11 b (hereinafter, second connection terminal 11 b) connected to each switching element is connected to the ground electrode wiring of the IC-FPC connection electrode 21.
  • the electric resistance layer 15, common electrode 17, individual electrode 19 and IC-FPC connection electrode 21 are formed by, for example, forming a material layer on each of the heat storage layers 13 by a conventionally well-known thin film forming technique such as sputtering. After sequentially laminating, the laminated body is formed by processing into a predetermined pattern using a conventionally known photoetching or the like. Note that the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-FPC connection electrode 21 can be simultaneously formed by the same process.
  • a protective layer 25 is formed on the heat storage layer 13 formed on the upper surface of the substrate 7 to cover the heat generating portion 9, a part of the common electrode 17 and a part of the individual electrode 19. ing.
  • the formation region of the protective layer 25 is indicated by a one-dot chain line, and illustration of these is omitted.
  • the protective layer 25 is provided so as to cover the left region of the upper surface of the heat storage layer 13. More specifically, a part of the heat generating part 9, a part of the common wiring 17 on the left side of the main wiring part 17 a and the sub wiring part 17 b, a part of the lead part 17 c and a part of the left side of the individual electrode 19. A protective layer 25 is formed on this region.
  • the protective layer 25 protects the area covered with the heat generating portion 9, the common electrode 17 and the individual electrode 19 from corrosion due to adhesion of moisture or dust contained in the atmosphere or wear due to contact with a recording medium to be printed. Is for. As shown in FIG. 3, the protective layer 25 is formed on the upper surface of the heat generating portion 9, the first layer 25A formed on the upper surface of the common electrode 17, and the upper surface of the individual electrode 19, and the upper surface of the first layer 25A. A second layer 25B, and a third layer 25C formed on the upper surface of the second layer 25B. The protective layer 25 is directly formed on the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19.
  • the first layer 25A is made of silicon carbonitride (SiCN) and is an electrical insulating layer.
  • the specific resistance of SiCN is 1 ⁇ 10 9 to 1 ⁇ 10 12 ⁇ ⁇ cm.
  • the thickness of the first layer 25A is, for example, 0.05 to 0.5 ⁇ m.
  • the SiCN forming the first layer 25A includes those having a non-stoichiometric composition.
  • the first layer 25 ⁇ / b> A is directly formed on the upper surface of the heat generating portion 9, the upper surface of the common electrode 17, and the upper surface of the individual electrode 19.
  • the above-mentioned SiCN has a high thermal conductivity of 0.05 to 0.15 W / m ⁇ K, so that the heat generated by the heat generating portion 13 can be efficiently transferred. Therefore, the thermal head X1 with improved thermal response characteristics can be obtained. Thereby, the dot reproducibility of the thermal head X1 can be improved, and the thermal head X1 with less printing unevenness can be obtained.
  • SiCN has a thermal expansion coefficient of 10.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. in the temperature range where the thermal head X1 prints. Therefore, the thermal expansion coefficient of silicon oxide (SiO 2 ) that forms the second layer 25B described later can be close to 8.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. Thereby, the adhesiveness between the first layer 25A and the second layer 25B can be improved, and the protective layer 25 which is less likely to be peeled off can be obtained. Further, since the thermal expansion coefficients of the first layer 25A and the second layer 25B are close to each other, even when the thermal head X1 becomes hot like during printing, the first layer 25A and the second layer 25B. Peeling can be suppressed.
  • the first layer 25A is in contact with both the common electrode 17 and the individual electrode 19 as shown in FIG. 3, the first electrode 25A is electrically insulative as described above. 19 is prevented from being electrically short-circuited to the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19. Further, since the first layer 25A is made of SiCN and the first layer 25A itself does not contain oxygen atoms, the heat generating portion 9, the common electrode 17 and the first electrode 25 are formed by SiCN forming the first layer 25A. The structure is such that the oxidation of the individual electrode 19 is not induced.
  • the first layer 25A made of SiCN is interposed between the heat generating portion 9, the common electrode 17 and the individual electrode 19 and the second layer 25B containing SiO 2 formed on the first layer 25A. ing. Therefore, the oxygen contained in SiO 2 forming the second layer 25B can be suppressed by the first layer 25A from diffusing into the heat generating part 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19, and the heat generating part 9 The oxidation of the common electrode 17 and the individual electrode 19 can be suppressed.
  • the electrical resistance of the heat generating part 9, the common electrode 17 and the individual electrode 19 can be suppressed from changing due to oxidation, and the heat generating temperature of the heat generating part 9 can be prevented from deviating from a predetermined temperature. Can do.
  • the second layer 25B is made of SiO 2 and is formed on the first layer 25A.
  • the thickness of the second layer 25B is 1.0 ⁇ m to 5.5 ⁇ m.
  • the SiO 2 forming the second layer 25B includes those having a non-stoichiometric composition.
  • the second layer 25B has a function of sealing so that the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19 are not exposed to the outside air.
  • the second layer 25B is directly provided on the upper surface of the first layer 25A.
  • the third layer 25C is provided on the second layer 25B and is formed of silicon carbide (SiC).
  • SiC has a Vickers hardness of about 1800 Hv to 2200 Hv. Therefore, the third layer 25C can be a wear-resistant layer by forming the third layer 25C with SiC.
  • the third layer 25C is directly provided on the upper surface of the second layer 25B.
  • SiC has a specific resistance of 1 ⁇ 10 8 ⁇ ⁇ cm and has conductivity
  • static electricity generated in the third layer 25C by forming the third layer 25C with this SiC. Can be discharged to the outside, and the possibility that the third layer 25C is destroyed by static electricity can be reduced.
  • the third layer 25C is formed by non-bias sputtering as will be described later.
  • the thickness of the third layer 25C is, for example, 1 ⁇ m to 6 ⁇ m.
  • the SiC forming the third layer 25C can be expressed as Si 3 C 4 in the chemical formula, and includes one having a non-stoichiometric composition.
  • the third layer 25C may be formed of SiC containing a large amount of carbon (hereinafter sometimes referred to as C—SiC). Even in that case, the conductivity can be further improved, and static electricity generated in the third layer 25C can be further discharged.
  • the first layer 25A is formed by SiCN
  • the second layer 25B is formed by SiO 2
  • a third layer is formed by SiC.
  • the sputtering target is SiC
  • Ar + N gas is used.
  • the protective layer 25 when the protective layer 25 is formed using a sputtering apparatus configured so that two sputtering targets can be accommodated in one batch and used, SiC and SiO 2 are used as sputtering targets.
  • the first layer 25A, the second layer 25B, and the third layer 25C can be formed continuously, and the protective layer 25 can be formed without changing the batch. Therefore, productivity can be improved.
  • the protective layer 25 can be produced
  • the protective layer 25 having the first layer 25A, the second layer 25B, and the third layer 25C can be formed as follows, for example.
  • the first layer 25A is formed on the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19 by a non-bias sputtering method.
  • the SiCN first layer 25A is formed by non-bias sputtering using Ar gas with SiCN as a sputtering target.
  • the first layer 25A may be formed by a non-bias sputtering method using an Ar + N 2 gas. Specifically, using SiC as a sputtering target, N 2 gas is mixed so that the molar ratio of N to Ar is 10 to 80 mol%, and the first layer 25A of SiCN is formed by a non-bias sputtering method. May be formed.
  • the second layer 25B is formed on the first layer 25A by a non-bias sputtering method.
  • the SiO 2 as a sputtering target to form a second layer 25B of SiO 2 by non-bias sputtering method using Ar gas.
  • a third layer 25C is formed on the second layer 25B by a non-bias sputtering method.
  • the SiC third layer 25C is formed by non-bias sputtering using Ar gas with SiC as a sputtering target.
  • the C—SiCN sputtering target is facilitated and non-bias sputtering is performed using Ar gas to form the C—SiCN first layer 25A.
  • Ar gas to form the C—SiCN first layer 25A.
  • the first layer 25A of C—SiCN may be formed by non-bias sputtering using C—SiC as a sputtering target and an Ar + N 2 gas.
  • the C—SiC first layer 25A is formed by non-bias sputtering using Ar gas with a sputtering target using C—SiC. Can be formed.
  • the heat generating portion 9 may be nitrided using an Ar + N 2 gas.
  • the heat generating part 9 may be made of a TaSiNO material by forming the heat generating part 9 from a TaSiO-based material and nitriding the heat generating part 9 using an Ar + N 2 gas.
  • the protective layer 25 having the first layer 25A, the second layer 25B, and the third layer 25C can be formed.
  • a sputtering method performed when forming each layer a well-known high frequency sputtering method etc. can be used suitably, for example.
  • a coating layer 27 that partially covers the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-FPC connection electrode 21 is provided on the heat storage layer 13 formed on the upper surface of the substrate 7. ing.
  • the formation region of the coating layer 27 is indicated by a one-dot chain line, and illustration thereof is omitted.
  • the covering layer 27 is provided so as to partially cover the region on the right side of the protective layer 25 on the upper surface of the heat storage layer 13.
  • the coating layer 27 protects the area covered by the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-FPC connection electrode 21 from oxidation due to contact with the atmosphere or corrosion due to adhesion of moisture contained in the atmosphere. belongs to.
  • the covering layer 27 is formed so as to overlap the end portion of the protective layer 25 as shown in FIG. 2 in order to ensure the protection of the common electrode 17 and the individual electrode 19.
  • the covering layer 27 can be formed of, for example, an epoxy resin or a polyimide resin material.
  • the covering layer 27 can be formed using a thick film forming technique such as a screen printing method.
  • the sub-wiring portion 17b of the common electrode 17 connecting the FPC 5 described later and the end of the IC-FPC connection electrode 21 are exposed from the coating layer 27, and will be described later.
  • the FPC 5 is connected.
  • the covering layer 27 is formed with openings 27a for exposing the individual electrodes 19 for connecting the driving IC 11 and the ends of the IC-FPC connection electrodes 21, and these wirings are connected through the openings 27a. It is connected to the driving IC 11. Further, the drive IC 11 is connected to the individual electrode 19 and the IC-FPC connection electrode 21 to protect the drive IC 11 itself and to protect the connection portion between the drive IC 11 and these wirings. It is sealed by being covered with a covering member 29 made of this resin.
  • the FPC 5 extends along the longitudinal direction of the substrate 7 and is connected to the sub-wiring portion 17b of the common electrode 17 and the IC-FPC connection electrodes 21 as described above.
  • the FPC 5 is a well-known one in which a plurality of printed wirings are wired inside an insulating resin layer, and each printed wiring is electrically connected to an external power supply device and control device (not shown) via a connector 31. It has become so.
  • a printed wiring is generally formed of, for example, a metal foil such as a copper foil, a conductive thin film formed by a thin film forming technique, or a conductive thick film formed by a thick film printing technique.
  • the printed wiring formed by a metal foil, a conductive thin film, or the like is patterned by, for example, partially etching these by photoetching or the like.
  • the FPC 5 is configured such that each printed wiring 5 b formed inside the insulating resin layer 5 a is exposed at the end on the head base 3 side, and the conductive bonding material,
  • the bonding material 32 (see FIG. 2) made of an anisotropic conductive material (ACF) in which conductive particles are mixed in a solder material or an electrically insulating resin is used to form the sub wiring portion 17b of the common electrode 17.
  • ACF anisotropic conductive material
  • the common electrode 17 When each printed wiring 5b of the FPC 5 is electrically connected to an external power supply device and a control device (not shown) via the connector 31, the common electrode 17 has a power supply held at a positive potential of 20 to 24V, for example. It is electrically connected to the positive terminal of the device.
  • the individual electrode 19 is electrically connected to the negative terminal of the power supply device held at the ground potential of 0 to 1 V via the ground electrode wiring of the drive IC 11 and the IC-FPC connection electrode 21. Therefore, when the switching element of the drive IC 11 is in the on state, a current is supplied to the heat generating unit 9 and the heat generating unit 9 generates heat.
  • the IC power supply wiring of the IC-FPC connection electrode 21 is Similar to the common electrode 17, it is electrically connected to the positive terminal of the power supply device held at a positive potential.
  • a current for operating the drive IC 11 is supplied to the drive IC 11 by the potential difference between the IC power supply wiring and the ground electrode wiring of the IC-FPC connection electrode 21 to which the drive IC 11 is connected.
  • the IC control wiring of the IC-FPC connection electrode 21 is electrically connected to an external control device that controls the driving IC 11.
  • the electrical signal transmitted from the control device is supplied to the drive IC 11.
  • a reinforcing plate 33 made of a resin such as a phenol resin, a polyimide resin, or a glass epoxy resin is provided between the FPC 5 and the radiator 1.
  • the reinforcing plate 33 functions to reinforce the FPC 5 by being adhered to the lower surface of the FPC 5 with a double-sided tape, an adhesive, or the like.
  • the FPC 5 is fixed on the radiator 1 by bonding the reinforcing plate 33 to the upper surface of the radiator 1 with a double-sided tape, an adhesive, or the like.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the thermal printer Z of the present embodiment.
  • the thermal printer Z of the present embodiment includes the thermal head X1, the transport mechanism 40, the platen roller 50, the power supply device 60, and the control device 70 described above.
  • the thermal head X1 is attached to an attachment surface 80a of an attachment member 80 provided in the casing of the thermal printer Z.
  • the thermal head X1 is arranged so that the arrangement direction of the heat generating portions 9 is along the main scanning direction, which is a direction orthogonal to the conveyance direction S of the recording medium P described later, in other words, the direction orthogonal to the paper surface of FIG. , Attached to the attachment member 80.
  • the transport mechanism 40 transports a recording medium P such as thermal paper or image receiving paper onto which ink is transferred in the direction of the arrow in FIG. 4, and more specifically on the plurality of heat generating units 9 of the thermal head X ⁇ b> 1. It is for carrying up, and has carrying rollers 43, 45, 47, and 49.
  • the transport rollers 43, 45, 47, and 49 are formed by, for example, covering cylindrical shaft bodies 43a, 45a, 47a, and 49a made of metal such as stainless steel with elastic members 43b, 45b, 47b, and 49b made of butadiene rubber or the like. Can be configured.
  • the recording medium P is an image receiving paper to which ink is transferred, an ink film is conveyed together with the recording medium P between the recording medium P and the heat generating portion 9 of the thermal head X1. Yes.
  • the platen roller 50 is for pressing the recording medium P onto the heat generating portion 9 of the thermal head X1, and is arranged so as to extend along a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium P, and heats the recording medium P. Both ends are supported so as to be rotatable while being pressed onto the portion 9.
  • the platen roller 50 can be configured by, for example, covering a cylindrical shaft body 50a made of metal such as stainless steel with an elastic member 50b made of butadiene rubber or the like.
  • the power supply device 60 is for supplying a current for causing the heat generating portion 9 of the thermal head X1 to generate heat and a current for operating the driving IC 11 as described above.
  • the control device 70 is for supplying a control signal for controlling the operation of the drive IC 11 to the drive IC 11 in order to selectively generate heat in the heat generating portion 9 of the thermal head X1 as described above.
  • the thermal printer Z of the present embodiment conveys the recording medium P onto the heat generating part 9 by the conveying mechanism 40 while pressing the recording medium onto the heat generating part 9 of the thermal head X1 by the platen roller 50.
  • the recording medium P is an image receiving paper or the like
  • printing on the recording medium P can be performed by thermally transferring the ink of the ink film conveyed together with the recording medium P to the recording medium P.
  • the protective layer 25 is provided on the first layer 25A and the first layer 25A, and the second layer 25B including the adhesion layer 25B1 and the dense layer 25B2
  • the third layer 25C provided on the dense layer 25B2 is the same as the thermal head X1.
  • symbol is attached
  • the second layer 25B is made of SiC and SiO 2 , and is formed by an adhesion layer 25B1 formed on the first layer 25A and a dense layer 25B2 formed on the adhesion layer 25B1.
  • the second layer 25B is formed of SiC and SiO 2 , it is possible to improve the adhesion with SiCN forming the first layer 25A, and the first layer 25A and the second layer Bonding strength with the layer 25B can be improved.
  • the third layer 25C is formed of SiC, it is possible to improve the adhesion with the SiC forming the third layer 25C, and to improve the bonding strength between the third layer 25C and the second layer 25B. Can be made.
  • the adhesion layer 25B1 preferably contains 1.1 to 2.1 mol% of SiC. Accordingly, while securing the sealing property by SiO 2, it is possible to improve the thermal conductivity of the contact layer 25B1, it can be a thermal head X2 with improved thermal response.
  • the dense layer 25B2 preferably contains 5.9 to 11.2 mol% of SiC. Accordingly, while securing the sealing property by SiO 2, it is possible to improve the thermal conductivity of the dense layer 25 b 2, can be the thermal head X2 with improved thermal response.
  • the adhesion between the third layer 25C1 and the dense layer 25B2 can be improved. it can.
  • the heat conductivity of the dense layer 25B2 that is far from the heat generating portion 9 can be made higher than the heat conductivity of the adhesion layer 25B1 that is close to the heat generating portion 9, and is in contact with a recording medium (not shown).
  • the heat of the heat generating portion 9 can be accurately transferred to the surface of the protective layer 25, and the image quality can be improved.
  • the thermal head X2 has a configuration in which the carbon content contained in the adhesion layer 25B1 is smaller than the carbon content contained in the first layer 25A. Therefore, the carbon content in the adhesion layer 25B1 is less than that of the first layer 25A and the dense layer 25B2.
  • the adhesion layer 25B1 having a low thermal conductivity is provided between the first layer 25A and the dense layer 25B2. Therefore, the adhesion layer 25B1 has a function as a heat storage unit that temporarily stores heat from the heat generating unit 9.
  • the adhesion layer 25B1 is formed by a non-bias sputtering method as will be described later.
  • the thickness of the adhesion layer 25B1 is, for example, 0.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • the dense layer 25B2 is formed by a bias sputtering method as will be described later.
  • the dense layer 25B2 has a thickness of 0.5 ⁇ m to 3 ⁇ m, for example.
  • the adhesive layer 25B1 is formed by the non-bias sputtering method and the dense layer 25B2 is formed by the bias sputtering method, so that the residual stress of the adhesive layer 25B1 is smaller than the residual stress of the dense layer 25B2.
  • SiO 2 forming the dense layer 25B2 is denser than SiO 2 forming the adhesion layer 25B1.
  • the residual stress of the adhesion layer 25A and the dense layer 25B of the second layer 25B can be measured from the bending displacement of the strip substrate. As shown in FIG. 5, the residual stress can be measured by forming a thin film on one surface of a strip-shaped substrate by sputtering, regarding the cross section of the deformed substrate as an arc, and measuring the displacement ⁇ . .
  • the Young's modulus of the substrate is E
  • the Poisson's ratio of the substrate is ⁇
  • the length of the substrate is L
  • the thickness of the substrate is b
  • the thickness of the thin film is d
  • the displacement of the substrate is ⁇
  • the residual stress ⁇ can be obtained by a calculation formula of E ⁇ b 2 ⁇ 3 ⁇ 1 ⁇ (1 ⁇ ) ⁇ 1 ⁇ L ⁇ 2 ⁇ d ⁇ 1 ⁇ ⁇ .
  • Residual stress can also be determined by X-ray diffraction or Newton ring method.
  • the non-bias sputtering method in the present invention is a known bias sputtering method in which a bias voltage is applied to the film forming substrate side when sputtering is performed, whereas a bias voltage is not applied to the film forming substrate side. This refers to the sputtering method.
  • the first layer 25A is formed by a non-bias sputtering method. Specifically, the first layer 25A made of SiCN is formed by non-bias sputtering using SiCN as a sputtering target.
  • an adhesion layer 25B1 and a dense layer 25B2 constituting the second layer 25B are sequentially formed on the first layer 25A by a non-bias sputtering method and a bias sputtering method.
  • an adhesion layer 25B1 made of SiO 2 is formed by non-bias sputtering without applying a bias voltage to the substrate 7 side using SiO 2 as a sputtering target.
  • a dense layer 25B2 made of SiO 2 is formed by bias sputtering while applying a bias voltage to the substrate 7 side, similarly using SiO 2 as a sputtering target.
  • the third layer 25C is formed on the dense layer 25B2 constituting the second layer 25B by a sputtering method.
  • the protective layer 25 can be formed by forming the third layer 25C made of SiC by a non-bias sputtering method using SiC as a sputtering target.
  • the second layer 25B containing SiO 2 and SIC is formed on the adhesion layer 25B1 formed on the first layer 25A by the non-bias sputtering method and on the adhesion layer 25B1 by the bias sputtering method. And the dense layer 25B2. Therefore, it is possible to prevent the second layer 25B from being peeled off from the first layer 25A, and it is possible to improve the sealing performance by the second layer 25B.
  • the adhesion layer 25B1 is formed by the non-bias sputtering method
  • the dense layer 25B2 is formed by the bias sputtering method. It is smaller than the residual stress of 25B2. Therefore, for example, when the dense layer 25B2 is formed directly on the first layer 25A by the bias sputtering method, in other words, for example, when the adhesion layer 25B1 on the first layer 25A is formed by the bias sputtering method. In comparison with the above, peeling of the second layer 25B from the first layer 25A can be suppressed.
  • the adhesion layer 25B1 is formed by the non-bias sputtering method
  • the dense layer 25B2 is formed by the bias sputtering method, so that SiO 2 that forms the dense layer 25B2 becomes SiO 2 that forms the adhesion layer 25B1. It is denser than 2 . Therefore, for example, when the dense layer 25B2 is not formed on the adhesion layer 25B1, in other words, for example, compared with the case where the dense layer 25B2 on the adhesion layer 25B1 is formed by the non-bias sputtering method, the second layer 25B. It is possible to improve the sealing performance. Thereby, it is possible to suppress moisture and the like contained in the atmosphere from entering the second layer 25B, and the moisture and the like adhere to the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19. Occurrence of the resulting corrosion can be suppressed.
  • the SiC content of the adhesion layer 25B1 and the dense layer 25B2 can be adjusted, for example, by changing the RF voltage value applied to the SiC sputtering target.
  • the SiC content of the adhesion layer 25B1 and the dense layer 25B2 may be adjusted by a generally known method.
  • the thickness of the region covering the ends of the common electrode 17 and the individual electrode 19 (hereinafter referred to as a wiring end portion covering region) tends to be thin.
  • the thickness of the wiring end portion covering region in the adhesion layer 25B1 and the dense layer 25B2 Tends to be thin.
  • the thermal head X2 since the adhesion layer 25B1 on the first layer 25A is formed by the non-bias sputtering method, the surface of the first layer 25A may be scraped. In addition, the thickness of the wiring end portion covering region in the first layer 25A is difficult to be reduced. Further, the wiring end portion covering region in the adhesion layer 25B1 is also difficult to be thinned. Therefore, the thickness of the wiring end portion covering region in the first layer 25A and the adhesion layer 25B1 can be increased, and the sealing performance by the insulating layer 25A and the adhesion layer 25B1 can be improved. In the present embodiment, since the third layer 25C has conductivity, by securing the thickness of the first layer 25A in this manner, static electricity is generated from the third layer 25C. Also, leakage to the individual electrode 19 can be suppressed.
  • the adhesion layer 25B1 is formed by the non-bias sputtering method and the dense layer 25B2 is formed by the bias sputtering method is shown, but the present invention is not limited to this. Absent. Both the adhesion layer 25B1 and the dense layer 25B2 may be formed by a non-bias sputtering method.
  • the common electrode 17 and the individual electrode 19 are formed on the heat storage layer 13, and the electric resistance layer 15 is formed on the heat storage layer 13 on which the common electrode 17 and the individual electrode 19 are formed.
  • the heat generating portion 9 is formed by the region of the electric resistance layer 15 located between the common electrode 17 and the individual electrode 19.
  • the thermal head X3 ′ shown in FIG. 8 is a modification of the thermal head X3, and the third layer 25C is provided on the lower layer 25C1, the intermediate layer 25C2 provided on the lower layer 25C1, and the intermediate layer 25C2. And the upper layer 25C3.
  • the lower layer 25C1 is made of SiON.
  • the middle layer 25C2 is made of SiC.
  • the upper layer 25C3 is made of SiON.
  • the lower layer 25C1 has a function of improving the adhesion between the middle layer 25C2 and the dense layer 25B2.
  • the adhesion between the middle layer 25C2 and the dense layer 25B2 can be improved, and the bonding strength between the middle layer 25C2 and the dense layer 25B2 can be increased.
  • the middle layer 25C2 functions as an abrasion-resistant layer that reduces the wear of the protective layer 25 due to contact with the recording medium. By providing the middle layer 25C2, the protective layer 25 with improved wear resistance can be obtained.
  • the upper layer 25C3 has a function of improving the slipperiness of the recording medium.
  • the slipperiness of the recording medium can be improved, and the possibility of sticking to the recording medium can be reduced.
  • the third layer 25C is formed of SiC, but is not limited to this.
  • silicon nitride (SiN) whose chemical formula is represented by Si 3 N 4 or It may be formed of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) or the like.
  • the SiN or Ta 2 O 5 forming the third layer 25C includes those having a non-stoichiometric composition.
  • the third layer 25C is formed of SiN, for example, it may be formed by non-bias sputtering using SiN as a sputtering target.
  • a Ta 2 O 5 may be formed by non-bias sputtering method as a sputtering target.
  • the raised portion 13b is formed on the heat storage layer 13 and the electric resistance layer 15 is formed on the raised portion 13b.
  • the present invention is not limited to this.
  • the heat generating portion 9 of the electric resistance layer 15 may be disposed on the base portion 13 b of the heat storage layer 13 without forming the raised portion 13 b in the heat storage layer 13.
  • the electric resistance layer 15 may be disposed on the substrate 7 without forming the heat storage layer 13.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the heat generating portion 9 may be provided on the side surface of the substrate 7. Specifically, the heat generating portion 9 may be provided on a side surface connecting one main surface of the substrate 7 and the other main surface. Even in that case, a thermal head with improved thermal response can be obtained.
  • the example of the external wiring board connected to the head base 3 is FPC, it is not limited to this.
  • a rigid substrate obtained by curing an organic resin may be used.
  • the third layer 25C is provided on the second layer 25B.
  • the present invention is not limited to this. Even when the protective layer 25 includes only the first layer 25A and the second layer 25B, the first layer 25A contains SiCN, so that the thermal head X1 with improved thermal response characteristics is obtained. Can do.

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Abstract

【課題】　熱応答性能の向上したサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供する。 【解決手段】　サーマルヘッドＸ１は、基板７と、基板７上に設けられた電極と、電極に接続された発熱部９と、発熱部９に設けられた保護層２５とを備え、保護層２５は、発熱部９に設けられた炭窒化珪素を含む第１の層２５Ａと、第１の層２５Ａに設けられた酸化珪素を含む第２の層２５Ｂとを有することにより、熱応答特性が向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。

Description

サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ
　本発明は、サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。
　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。例えば、特許文献１に記載のサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた電極と、電極に接続された発熱部と、発熱部に設けられた保護層とを備えている。このサーマルヘッドでは、保護層を酸化珪素及び／又は窒化珪素を含む無機質材料からなる第１の層と、ペルヒドロポリシラザンの焼結体からなる第２の層と、窒化珪素及び／又は炭化珪素を含む無機質材料からなる第３の層とで構成することが開示されている（特許文献１参照）。
特開２００３－９４７０７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のサーマルヘッドにおいては、第１の層の熱伝導性が低く、サーマルヘッドの熱応答特性が低い可能性がある。
　本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた電極と、電極に接続された発熱部と、発熱部の上面に設けられた保護層とを備えている。また、保護層は、発熱部の上面に設けられた炭窒化珪素を含む第１の層と、第１の層に設けられた酸化珪素を含む第２の層とを有している。
　本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上述したサーマルヘッドと、保護層上に記録媒体を搬送する搬送機構と、保護層上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。
　本発明によれば、熱応答特性の向上したサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供することができる。
本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドのＩ－Ｉ線断面図である。 図２に示す領域Ｐの拡大図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、本発明のサーマルヘッドの他の実施形態の拡大図である。 残留応力の測定方法を説明する説明図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態の拡大図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、図７に示すサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。
　＜第１の実施形態＞
　以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１，２に示すように、本実施形態のサーマルヘッド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す。
　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、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されている。また、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の一部を放熱する機能を有している。放熱体１の上面には、図示しないが両面テープあるいは接着剤が設けられており、これにより放熱体１とヘッド基体３とが接着されている。
　ヘッド基体３は、平面視して長方形状の基板７と、基板７上に設けられ、基板７の長手方向に沿って配列された複数の発熱部９と、発熱部９の配列方向に沿って基板７上に並べて配置された複数の駆動ＩＣ１１とを備えている。
　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によって形成されている。
　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、基板７の上面全体に形成された下地部１３ａと、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の隆起部１３ｂとを有している。隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された後述する保護層２５に良好に押し当てるように機能する。
　また、蓄熱層１３は、例えば、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、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、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従来周知の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。
　図２に示すように、蓄熱層１３の上面には、電気抵抗層１５が設けられている。電気抵抗層１５は、蓄熱層１３と、後述する共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１との間に介在している。図１に示すように、平面視して、これらの共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１と同形状の領域（以下、介在領域という）と、共通電極１７と個別電極１９との間から露出した、図示例では２４箇所の複数の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１では、この電気抵抗層１５の介在領域は、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１で隠れている。
　電気抵抗層１５の各露出領域は、上記の発熱部９を形成している。そして、複数の発熱部９が、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、６００ｄｐｉ～２４００ｄｐｉ等の密度で配置される。
　電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ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、後述する共通電極１７と個別電極１９との間に電圧が印加され、発熱部９に電流が供給されたときに、ジュール熱によって発熱部９が発熱する。
　図１，２に示すように、電気抵抗層１５の上面、より詳細には上記の介在領域の上面に、共通電極１７、複数の個別電極１９および複数のＩＣ－ＦＰＣ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ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。
　共通電極１７は、複数の発熱部９とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１に示すように、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の左側の長辺である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おり、一端部が主配線部１７ａに接続されている。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おり、先端部が各発熱部９にそれぞれ接続されている。そして、共通電極１７は、副配線部１７ｂの右側の他端部が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。
　複数の個別電極１９は、各発熱部９と駆動ＩＣ１１とを接続するためのものである。図１，２に示すように、各個別電極１９は、一端部が発熱部９に接続され、他端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されるように、各発熱部９から駆動ＩＣ１１の配置領域に向かって個別に帯状に延びている。そして、各個別電極１９の他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間が電気的に接続されている。より詳細には、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。
　なお、本実施形態では、上記のように共通電極１７のリード部１７ｃと個別電極１９とが発熱部９に接続されており、リード部１７ｃと個別電極１９とが対向して配置されている。このようにして、電気抵抗体である発熱部９に接続される電極配線が対になって形成されている。
　複数のＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１，２に示すように、各ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されている。また、他端部が基板７の右側の長辺である他方の長辺の近傍に配置されるように帯状に延びている。そして、複数のＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続され、他端部がＦＰＣ５に接続されている。それにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを電気的に接続している。
　より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ－ＦＰＣ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。複数のＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、例えば、ＩＣ電源配線（不図示）と、グランド電極配線（不図示）と、ＩＣ制御配線とにより形成されている。ＩＣ電源配線は、駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流を供給する機能を有している。グランド電極配線は、駆動ＩＣ１１および駆動ＩＣ１１に接続された個別電極１９を、例えば０Ｖ～１Ｖのグランド電位に保持する機能を有している。ＩＣ制御配線は、後述する駆動ＩＣ１１内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号を供給する機能を有している。
　駆動ＩＣ１１は、図１，２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、ＩＣ－ＦＰＣ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ためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。
　各駆動ＩＣ１１は、図示していないが、各駆動ＩＣ１１に接続された各個別電極１９に対応するように、内部に複数のスイッチング素子が設けられている。そして、図２に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子に接続された一方の接続端子１１ａ（以下、第１接続端子１１ａという）が個別電極１９に接続されている。各スイッチング素子に接続されている他方の接続端子１１ｂ（以下、第２接続端子１１ｂ）がＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１のグランド電極配線に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極１９とＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１のグランド電極配線とが電気的に接続される。
　上記の電気抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ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ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１は、同じ工程によって同時に形成することもできる。
　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。保護層２５は、蓄熱層１３の上面の左側の領域を覆うように設けられている。より具体的には、発熱部９、共通電極１７の主配線部１７ａ、副配線部１７ｂの左側の領域である一部の領域、リード部１７ｃ、および個別電極１９の左側の領域である一部の領域上に、保護層２５が形成されている。
　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またはほこりの付着による腐食、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、図３に示すように、発熱部９の上面、共通電極１７の上面および個別電極１９の上面に形成された第１の層２５Ａと、第１の層２５Ａの上面に形成された第２の層２５Ｂと、第２の層２５Ｂの上面に形成された第３の層２５Ｃとを備えている。保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９上に直接形成されている。
　以下、保護層２５を構成する各層について、図３を用いて説明する。
　第１の層２５Ａは、炭窒化珪素（ＳｉＣＮ）で形成されており、電気絶縁層である。なお、ＳｉＣＮの比抵抗は、１×１０９～１×１０１２Ω・ｃｍである。第１の層２５Ａの厚さは、例えば、０．０５～０．５μｍとされている。第１の層２５Ａを形成するＳｉＣＮは、非化学量論的組成を有するものも含んでいる。そして、第１の層２５Ａは、発熱部９の上面、共通電極１７の上面および個別電極１９の上面上に直接形成されている。
　上述したＳｉＣＮは、熱伝導率が０．０５～０．１５Ｗ／ｍ・Ｋと高く、それにより、発熱部１３で発熱した熱を効率よく伝熱することができる。そのため、熱応答特性の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。それにより、サーマルヘッドＸ１のドット再現性を高めることができ、印字ムラの少ないサーマルヘッドＸ１とすることができる。
　また、ＳｉＣＮは、熱膨張係数が、サーマルヘッドＸ１の印字する温度域において、熱膨張係数が１０．０×１０－６／℃である。そのため、後述する第２の層２５Ｂを形成する酸化珪素（ＳｉＯ２）の熱膨張係数８．０×１０－６／℃に近づけることができる。それにより、第１の層２５Ａと第２の層２５Ｂとの密着性を高めることができ、剥離の生じにくい保護層２５とすることができる。また、第１の層２５Ａと第２の層２５Ｂの熱膨張係数が近いことから、印画時のようにサーマルヘッドＸ１が高熱になった場合においても、第１の層２５Ａと第２の層２５Ｂとの剥離を抑えることができる。
　第１の層２５Ａは、図３に示すように共通電極１７および個別電極１９の双方に接触しているが、上記のように電気絶縁性を有していることにより、共通電極１７と個別電極１９との間の電気的な短絡を防止するとともに、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９を被覆して保護している。また、第１の層２５ＡはＳｉＣＮで形成されており、第１の層２５Ａ自体には酸素原子が含まれていないため、第１の層２５Ａを形成するＳｉＣＮによって発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の酸化が誘起されることがない構成になっている。
　また、ＳｉＣＮからなる第１の層２５Ａは、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９と、第１の層２５Ａ上に形成されるＳｉＯ２を含む第２の層２５Ｂとの間に介在している。そのため、第２の層２５Ｂを形成するＳｉＯ２に含まれる酸素が、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９に拡散するのを、第１の層２５Ａによって抑制することができ、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の酸化を抑制することができる。
　そのため、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の電気抵抗が、酸化に起因して変化するのを抑制することができ、発熱部９の発熱温度が所定の温度からずれるのを抑制することができる。
　第２の層２５ＢはＳｉＯ２で形成されており、第１の層２５Ａ上に形成されている。第２の層２５Ｂの厚さは、１．０μｍ～５．５μｍとされている。なお、第２の層２５Ｂを形成するＳｉＯ２は、非化学量論的組成を有するものも含む。そして、第２の層２５Ｂは、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９が外気に曝されないように封止する機能を有している。そして、第２の層２５Ｂは、第１の層２５Ａの上面に直接設けられている。
　第３の層２５Ｃは、第２の層２５Ｂ上に設けられており、炭化珪素（ＳｉＣ）で形成されている。ＳｉＣはビッカース硬さで、１８００Ｈｖ～２２００Ｈｖ程度の硬度を有している。そのため、第３の層２５ＣをＳｉＣで形成することにより、第３の層２５Ｃを耐摩耗層とすることができる。そして、第３の層２５Ｃは、第２の層２５Ｂの上面に直接設けられている。
　また、ＳｉＣは、比抵抗が１×１０８Ω・ｃｍであり、導電性を有しているため、第３の層２５ＣをこのＳｉＣで形成することにより、第３の層２５Ｃに発生する静電気を外部に放電することができ、第３の層２５Ｃが静電気により破壊される可能性を低減することができる。
　第３の層２５Ｃは、後述するようにノンバイアススパッタリング法によって形成されている。第３の層２５Ｃの厚さは、例えば、１μｍ～６μｍとされている。なお、第３の層２５Ｃを形成するＳｉＣは、化学式ではＳｉ３Ｃ４と表すことができ、非化学量論的組成を有するものも含む。また、炭素が多く含有されているＳｉＣ（以下、Ｃ－ＳｉＣと称する場合がある）により第３の層２５Ｃを形成してもよい。その場合においても、導電性をさらに向上させることができ、第３の層２５Ｃに発生する静電気をさらに放電することができる。
　第１の層２５ＡをＳｉＣＮにより形成し、第２の層２５ＢをＳｉＯ２により形成し、第３の層をＳｉＣにより形成することが好ましい。各層をこのような組成とすることにより、保護層２５を形成する際に、保護層２５を構成する各層をそれぞれノンバイアススパッタリング法により形成する場合に、スパッタリングのターゲットをＳｉＣとして、Ａｒ＋Ｎのガスを用いて第１の層２５Ａを形成することで、第３の層２５Ｃを形成するためのスパッタリングのターゲットのＳｉＣと兼用することができる。
　それにより、例えば、２つのスパッタリングのターゲットを１つのバッチの内部に収納し、使用することができる構成のスパッタリング装置を用いて保護層２５を形成する場合、スパッタリングのターゲットとしてＳｉＣおよびＳｉＯ２を用いることで、第１の層２５Ａ、第２の層２５Ｂおよび第３の層２５Ｃを連続的に形成することができ、バッチを変更することなく保護層２５を形成することができる。そのため、生産性を向上させることができる。また、１つのバッチで保護層２５を生成することができ、バッチの入れ替えを行なう必要がないため、保護層２５に不純物が含まれることを抑えることができる。
　上記の第１の層２５Ａ、第２の層２５Ｂおよび第３の層２５Ｃを有する保護層２５は、例えば、次のようにして形成することができる。
　まず、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９上に、ノンバイアススパッタリング法により第１の層２５Ａを形成する。具体的には、ＳｉＣＮをスパッタリングのターゲットとして、Ａｒガスを用いてノンバイアススパッタリング法によりＳｉＣＮの第１の層２５Ａを形成する。
　また、Ａｒ＋Ｎ２のガスを用いてノンバイアススパッタリング法により第１の層２５Ａを形成してもよい。具体的には、ＳｉＣをスパッタリングのターゲットとして、Ａｒに対してＮのモル比が１０～８０モル％となるようにＮ２ガスを混入させて、ノンバイアススパッタリング法によりＳｉＣＮの第１の層２５Ａを形成してもよい。
　次に、第１の層２５Ａ上に、第２の層２５Ｂをノンバイアススパッタリング法により形成する。具体的には、ＳｉＯ２をスパッタリングのターゲットとして、Ａｒガスを用いてノンバイアススパッタリング法によりＳｉＯ２の第２の層２５Ｂを形成する。
　次に、第２の層２５Ｂ上に第３の層２５Ｃをノンバイアススパッタリング法により形成する。具体的には、ＳｉＣをスパッタリングのターゲットとして、Ａｒガスを用いてノンバイアススパッタリング法によりＳｉＣの第３の層２５Ｃを形成する。
　なお、第１の層２５ＡをＣ－ＳｉＣＮにより形成する場合には、Ｃ－ＳｉＣＮのスパッタリングのターゲットを容易して、Ａｒガスを用いてノンバイアススパッタリングを行ないＣ－ＳｉＣＮの第１の層２５Ａを形成することができる。また、スパッタリングのターゲットをＣ－ＳｉＣを用いて、Ａｒ＋Ｎ２のガスを用いてノンバイアススパッタリング法によりＣ－ＳｉＣＮの第１の層２５Ａを形成してもよい。
　同様に、第３の層２５ＣをＣ－ＳｉＣにより形成する場合には、スパッタリングのターゲットをＣ－ＳｉＣを用いて、Ａｒガスを用いてノンバイアススパッタリング法により、Ｃ－ＳｉＣの第１の層２５Ａを形成することができる。
　なお、第１の層２５Ａを形成する際に、Ａｒ＋Ｎ２のガスを用いて発熱部９を窒化させてもよい。例えば、発熱部９をＴａＳｉＯ系材料により形成し、Ａｒ＋Ｎ２のガスを用いて発熱部９を窒化させることにより、一部の発熱部９をＴａＳｉＮＯ系材料としてもよい。
　以上のようにして、第１の層２５Ａ、第２の層２５Ｂおよび第３の層２５Ｃを有する保護層２５を形成することができる。なお、各層を形成する際に行うスパッタリング法は、例えば、公知の高周波スパッタリング法等を適宜用いることができる。
　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、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ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、これらの図示を省略している。被覆層２７は、蓄熱層１３の上面の保護層２５よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ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ている。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の樹脂材料で形成することができる。また、被覆層２７は、例えば、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。
　なお、図１，２に示すように、後述するＦＰＣ５を接続する共通電極１７の副配線部１７ｂおよびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１の端部は、被覆層２７から露出しており、後述するようにＦＰＣ５が接続されるようになっている。
　また、被覆層２７には、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極１９およびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１の端部を露出させるための開口部２７ａが形成されており、開口部２７ａ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ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１自体の保護、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ン樹脂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。
　ＦＰＣ５は、図１，２に示すように、基板７の長手方向に沿って延びており、上記のように共通電極１７の副配線部１７ｂおよび各ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１に接続されている。ＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層の内部に複数のプリント配線が配線された周知のものであり、各プリント配線がコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されるようになっている。このようなプリント配線は、一般に、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成されている。また、金属箔や導電性薄膜等によって形成されるプリント配線は、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによってパターニングされている。
　より詳細には、図２，３に示すように、ＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層５ａの内部に形成された各プリント配線５ｂがヘッド基体３側の端部で露出し、導電性接合材料、例えば、半田材料、また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（ＡＣＦ）等からなる接合材３２（図２参照）によって、共通電極１７の副配線部１７ｂの端部および各ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１の端部に接続されている。
　そして、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、共通電極１７は、例えば２０～２４Ｖの正電位に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続されている。個別電極１９は、駆動ＩＣ１１およびＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１のグランド電極配線を介して、０～１Ｖのグランド電位に保持された電源装置のマイナス側端子に電気的に接続されている。そのため、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電流が供給され、発熱部９が発熱する。
　また、同様に、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１の上記のＩＣ電源配線は、共通電極１７と同様、正電位に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続される。これにより、駆動ＩＣ１１が接続されたＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１のＩＣ電源配線とグランド電極配線との電位差によって、駆動ＩＣ１１に駆動ＩＣ１１を動作させるための電流が供給される。また、ＩＣ－ＦＰＣ接続電極２１の上記のＩＣ制御配線は、駆動ＩＣ１１の制御を行う外部の制御装置に電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動ＩＣ１１に供給されるようになっている。電気信号によって、駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させることで、各発熱部９を選択的に発熱させることができる。
　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３３が設けられている。図示していないが、補強板３３は、ＦＰＣ５の下面に両面テープや接着剤等によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強するように機能している。また、補強板３３が放熱体１の上面に両面テープや接着剤等によって接着されることにより、ＦＰＣ５が放熱体１上に固定されている。
　次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態のサーマルプリンタＺの概略構成図である。
　図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺは、上述のサーマルヘッドＸ１、搬送機構４０、プラテンローラ５０、電源装置６０および制御装置７０を備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺの筐体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、このサーマルヘッド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、言い換えると図４の紙面に直交する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。
　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の矢印方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上、より詳細には、保護層２５上に搬送するためのものであり、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を有している。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ようになっている。
　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上に押圧するためのものであり、記録媒体Ｐの搬送方向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。
　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ためのものである。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に供給するためのものである。
　本実施形態のサーマルプリンタＺ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で、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。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への印画を行うことができる。
　＜第２の実施形態＞
　以下、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２について図５を用いて説明する。
　図５に示すサーマルヘッドＸ２は、保護層２５が、第１の層２５Ａと、第１の層２５Ａ上に設けられており、密着層２５Ｂ１と、緻密層２５Ｂ２とからなる第２の層２５Ｂと、緻密層２５Ｂ２上に設けられた第３の層２５Ｃにより形成されており、その他の構成は、サーマルヘッドＸ１と同様である。なお、同一の部材には同一の符号を付し、以下同様とする。
　第２の層２５Ｂは、ＳｉＣおよびＳｉＯ２で形成されており、第１の層２５Ａ上に形成された密着層２５Ｂ１と、密着層２５Ｂ１上に形成された緻密層２５Ｂ２とによって形成されている。このように、第２の層２５ＢがＳｉＣおよびＳｉＯ２で形成されていることから、第１の層２５Ａを形成するＳｉＣＮとの密着性を高めることができ、第１の層２５Ａと第２の層２５Ｂとの接合強度を向上させることができる。また、第３の層２５ＣをＳｉＣにより形成した場合、第３の層２５Ｃを形成するＳｉＣとの密着性を高めることができ、第３の層２５Ｃと第２の層２５Ｂとの接合強度を向上させることができる。
　密着層２５Ｂ１は、ＳｉＣを１．１～２．１モル％含有することが好ましい。これにより、ＳｉＯ２により封止性を確保するとともに、密着層２５Ｂ１の熱伝導率を向上させることができ、熱応答性の向上したサーマルヘッドＸ２とすることができる。
　緻密層２５Ｂ２は、ＳｉＣを５．９～１１．２モル％含有することが好ましい。これにより、ＳｉＯ２により封止性を確保するとともに、緻密層２５Ｂ２の熱伝導率を向上させることができ、熱応答性の向上したサーマルヘッドＸ２とすることができる。
　また、緻密層２５Ｂ２に含有されるＳｉＣの含有率が、密着層２５Ｂ１に含有されるＳｉＣの含有率よりも多いことから、第３の層２５Ｃ１と緻密層２５Ｂ２との密着性を向上させることができる。
　さらに、発熱部９からの距離が遠い緻密層２５Ｂ２の熱伝導率を、発熱部９からの距離が近い密着層２５Ｂ１の熱伝導率よりも高くすることができ、記録媒体（不図示）と接触する保護層２５の表面に発熱部９の熱を正確に伝熱することができ、画質を向上させることができる。
　また、サーマルヘッドＸ２は、密着層２５Ｂ１に含有された炭素の含有率が、第１の層２５Ａに含有された炭素の含有率よりも少ない構成となっている。そのため、密着層２５Ｂ１に含有された炭素の含有率は、第１の層２５Ａおよび緻密層２５Ｂ２よりも少ない構成となる。
　それにより、保護層２５は、第１の層２５Ａと緻密層２５Ｂ２との間に熱伝導率の低い密着層２５Ｂ１が設けられることとなる。そのため、密着層２５Ｂ１が、発熱部９からの熱を一時的に蓄熱する蓄熱部としての機能を有することとなる。
　密着層２５Ｂ１は、後述するように、ノンバイアススパッタリング法により形成されている。密着層２５Ｂ１の厚さは、例えば、０．５μｍ～２．５μｍとされている。緻密層２５Ｂ２は、後述するように、バイアススパッタリング法により形成されている。緻密層２５Ｂ２の厚さは、例えば、０．５μｍ～３μｍとされている。
　このように、密着層２５Ｂ１がノンバイアススパッタリング法によって形成され、緻密層２５Ｂ２がバイアススパッタリング法によって形成されていることにより、密着層２５Ｂ１の残留応力が、緻密層２５Ｂ２の残留応力よりも小さくなる。また、緻密層２５Ｂ２を形成するＳｉＯ２が、密着層２５Ｂ１を形成するＳｉＯ２よりも緻密になっている。
　つまり、緻密層２５Ｂ２は、バイアススパッタリング法に形成されていることにより、ノンバイアススパッタリング法に形成される密着層Ｂ１に生じる残留応力の２～５倍の残留応力が生じることとなり、緻密層２５Ｂ２を緻密にすることができる。
　なお、第２の層２５Ｂの密着層２５Ａおよび緻密層２５Ｂの残留応力は、短冊基板の曲がりの変位より測定することができる。図５に示すように、短冊型の基板の片面に、スパッタリングにより薄膜を成膜して、変形した基板の断面を円弧とみなし、変位δを測定することにより、残留応力を測定することができる。
　具体的には、基板のヤング率をＥ、基板のポアソン比をν、基板の長さをＬ、基板の厚さをｂ、薄膜の厚さをｄ、基板の変位をδとしたときに、残留応力σは、Ｅ×ｂ２×３－１×（１－ν）－１×Ｌ－２×ｄ－１×δの計算式により求めることができる。また、残留応力は、Ｘ線回折法やニュートン環法により求めることもできる。
　なお、本発明におけるノンバイアススパッタリング法とは、スパッタリングを行う際に、成膜する基板側にバイアス電圧を印加する公知のバイアススパッタリング法に対し、成膜する基板側にバイアス電圧を印加しない公知のスパッタリング法のことをいう。
　第２の実施形態であるサーマルヘッドの保護層２５の形成方法について説明する。まず、ノンバイアススパッタリング法により第１の層２５Ａを形成する。具体的には、ＳｉＣＮをスパッタリングのターゲットとして、ノンバイアススパッタリング法によりＳｉＣＮからなる第１の層２５Ａを形成する。
　次に、第１の層２５Ａ上に、第２の層２５Ｂを構成する密着層２５Ｂ１と緻密層２５Ｂ２とを、ノンバイアススパッタリング法とバイアススパッタリング法とにより順次形成する。具体的には、まず、ＳｉＯ２をスパッタリングのターゲットとして、基板７側にバイアス電圧を印加せずにノンバイアススパッタリング法によりＳｉＯ２からなる密着層２５Ｂ１を形成する。続いて、同じくＳｉＯ２をスパッタリングのターゲットとして、基板７側にバイアス電圧を印加しつつバイアススパッタリング法によりＳｉＯ２からなる緻密層２５Ｂ２を形成する。そして、第２の層２５Ｂを構成する緻密層２５Ｂ２上に、スパッタリング法により第３の層２５Ｃを形成する。具体的には、ＳｉＣをスパッタリングのターゲットとして、ノンバイアススパッタリング法によりＳｉＣからなる第３の層２５Ｃを形成して保護層２５を形成することができる。
　このように、ＳｉＯ２およびＳＩＣを含有する第２の層２５Ｂが、ノンバイアススパッタリング法により第１の層２５Ａ上に形成された密着層２５Ｂ１と、バイアススパッタリング法によりこの密着層２５Ｂ１上に形成された緻密層２５Ｂ２とによって形成されている。そのため、第２の層２５Ｂが第１の層２５Ａ上から剥離するのを抑制することができるとともに、この第２の層２５Ｂによる封止性を向上させることができる。
　つまり、第２の実施形態のサーマルヘッドＸ１では、密着層２５Ｂ１がノンバイアススパッタリング法によって形成され、緻密層２５Ｂ２がバイアススパッタリング法によって形成されていることにより、密着層２５Ｂ１の残留応力が、緻密層２５Ｂ２の残留応力よりも小さくなっている。そのため、例えば、第１の層２５Ａ上に直接、バイアススパッタリング法によって緻密層２５Ｂ２を形成した場合、言い換えると、例えば、第１の層２５Ａ上の密着層２５Ｂ１がバイアススパッタリング法によって形成されている場合に比べて、第１の層２５Ａ上からの第２の層２５Ｂの剥離を抑制することができる。
　また、上記のように密着層２５Ｂ１がノンバイアススパッタリング法によって形成され、緻密層２５Ｂ２がバイアススパッタリング法によって形成されていることにより、緻密層２５Ｂ２を形成するＳｉＯ２が、密着層２５Ｂ１を形成するＳｉＯ２よりも緻密になっている。そのため、例えば、密着層２５Ｂ１上に緻密層２５Ｂ２を形成しない場合、言い換えると、例えば、密着層２５Ｂ１上の緻密層２５Ｂ２がノンバイアススパッタリング法によって形成されている場合に比べて、第２の層２５Ｂによる封止性を向上させることができる。これにより、大気中に含まれている水分等が第２の層２５Ｂ内に侵入するのを抑制することができ、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９にこの水分等が付着することに起因する腐食の発生を抑制することができる。
　なお、密着層２５Ｂ１および緻密層２５Ｂ２のＳｉＣの含有率は、例えば、ＳｉＣのスパッタリングターゲットに印加するＲＦ電圧値を変化させることにより調整することができる。その他一般に知られている方法によって密着層２５Ｂ１および緻密層２５Ｂ２のＳｉＣの含有率を調整してもよい。
　上記で比較のため例示した場合のように、第１の層２５Ａ上に直接、バイアススパッタリング法により薄膜層を形成した場合は、第１の層２５Ａの表面が削られる。これにより、特に、第１の層２５Ａでは、共通電極１７および個別電極１９の端部を覆う領域（以下、配線端部被覆領域という）の厚さが薄くなり易い。また、第１の層２５Ａ上の密着層２５Ｂ１およびこの密着層２５Ｂ１上の緻密層２５Ｂ２の双方をバイアススパッタリング法により形成した場合は、密着層２５Ｂ１および緻密層２５Ｂ２における配線端部被覆領域の厚さが薄くなり易い。
　これに対し、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２では、第１の層２５Ａ上の密着層２５Ｂ１をノンバイアススパッタリング法によって形成しているため、第１の層２５Ａの表面が削られることがなく、第１の層２５Ａにおける配線端部被覆領域の厚さが薄くなり難い。また、密着層２５Ｂ１における配線端部被覆領域も薄くなり難い。そのため、第１の層２５Ａおよび密着層２５Ｂ１における配線端部被覆領域の厚さを厚くすることができ、絶縁層２５Ａおよび密着層２５Ｂ１による封止性を向上させることができる。なお、本実施形態では、第３の層２５Ｃが導電性を有しているため、このように第１の層２５Ａの厚さを確保することにより、第３の層２５Ｃから静電気が共通電極１７および個別電極１９へリークすることも抑制することができる。
　なお、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２においては、密着層２５Ｂ１をノンバイアススパッタリング法により形成し、緻密層２５Ｂ２をバイアススパッタリング法により形成する例を示したが、これに限定されるものではない。密着層２５Ｂ１および緻密層２５Ｂ２の双方をノンバイアススパッタリング法により形成してもよい。
　＜第３の実施形態＞
　図７，８を用いて第３の実施形態に係るサーマルヘッドＸ３について説明する。
　サーマルヘッドＸ３は、図７に示すように、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および個別電極１９が形成された蓄熱層１３上に電気抵抗層１５が形成されている。この場合、共通電極１７と個別電極１９との間に位置する電気抵抗層１５の領域によって発熱部９が形成されている。このような構成とすることで、記録媒体（不図示）と接触する保護層２５の表面に段差が生じる可能性を低減することができ、サーマルヘッドＸ３と、記録媒体との接触具合を向上させることができる。
　図８に示すサーマルヘッドＸ３´は、サーマルヘッドＸ３の変形例であり、第３の層２５Ｃが、下層２５Ｃ１と、下層２５Ｃ１の上に設けられた中層２５Ｃ２と、中層２５Ｃ２の上に設けられた上層２５Ｃ３とにより形成されている。
　下層２５Ｃ１はＳｉＯＮにより形成されている。中層２５Ｃ２はＳｉＣにより形成されている。上層２５Ｃ３はＳｉＯＮにより形成されている。このような構成とすることで、第３の層２５Ｃのすべり性を向上させることができ、記録媒体（不図示）とのスティッキングが生じる可能性を低減することができる。
　下層２５Ｃ１は、中層２５Ｃ２と緻密層２５Ｂ２との密着性を向上させる機能を有している。下層２５Ｃ１を設けることで、中層２５Ｃ２と緻密層２５Ｂ２との密着性が向上し、中層２５Ｃ２と緻密層２５Ｂ２との接合強度を高くすることができる。
　中層２５Ｃ２は、記録媒体との接触により保護層２５が、摩耗することを低減する耐摩耗層として機能する。中層２５Ｃ２を設けることで、耐摩耗性の向上した保護層２５とすることができる。
　上層２５Ｃ３は、記録媒体のすべり性を向上させる機能を有する。記録媒体と接触する保護層２５の最表層に、上層２５Ｃ３を設けることで記録媒体のすべり性を向上させることができ、記録媒体とのスティッキングが生じる可能性を低減することができる。
　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。
　上記実施形態のサーマルヘッドＸ１では、第３の層２５ＣがＳｉＣによって形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、化学式がＳｉ３Ｎ４で表される窒化珪素（ＳｉＮ）または五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等によって形成されていてもよい。なお、この第３の層２５Ｃを形成するＳｉＮまたはＴａ２Ｏ５は、非化学量論的組成を有するものも含む。このようにＳｉＮによって第３の層２５Ｃを形成する場合は、例えば、ＳｉＮをスパッタリングのターゲットとしてノンバイアススパッタリング法により形成すればよい。また、Ｔａ２Ｏ５によって第３の層２５Ｃを形成する場合は、例えば、Ｔａ２Ｏ５をスパッタリングのターゲットとしてノンバイアススパッタリング法により形成すればよい。
　また、図１～３に示すサーマルヘッド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。
　また、発熱部９を基板７の平坦面上に設けた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板７の側面に発熱部９を設けてもよい。具体的には、基板７の一方の主面と他方の主面とを接続する側面上に発熱部９を設けてもよい。その場合においても、熱応答性の向上したサーマルヘッドとすることができる。
　さらにまた、ヘッド基体３に接続された外部配線基板の例示をＦＰＣとしたが、これに限定されるものではない。例えば、有機樹脂を硬化したリジッド基板を用いてもよい。
　なお、サーマルヘッドＸ１～Ｘ３においては、第２の層２５Ｂ上に第３の層２５Ｃを設けた例を示したが、これに限定されるものではない。保護層２５が、第１の層２５Ａおよび第２の層２５Ｂのみにより構成された場合においても、第１の層２５ＡがＳｉＣＮを含有することから、熱応答特性の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。
　Ｘ１～Ｘ３　サーマルヘッド
　Ｚ　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
　１１　駆動ＩＣ
　１７　共通電極
　１７ａ　主配線部
　１７ｂ　副配線部
　１７ｃ　リード部
　１９　個別電極
　２１　ＩＣ－ＦＰＣ接続電極
　２５　保護層
　２５Ａ　第１の層
　２５Ｂ　第２の層
　　２５Ｂ１　密着層
　　２５Ｂ２　緻密層
　２５Ｃ　第３の層
　　２５Ｃ１　下層
　　２５Ｃ２　中層
　　２５Ｃ３　上層
　２７　被覆層

Claims (7)

  1. 　基板と、
    　該基板上に設けられた電極と、
    　該電極に接続された発熱部と、
    　該発熱部に設けられた保護層と、を備え、
    　該保護層は、前記発熱部に設けられた炭窒化珪素を含む第１の層と、該第１の層に設けられた酸化珪素を含む第２の層とを有することを特徴とするサーマルヘッド。
  2. 　前記保護層は、前記第２の層に設けられた炭化珪素、窒化珪素、炭窒化珪素、または五酸化タンタルを含む第３の層をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
  3. 　前記第２の層が炭化珪素をさらに含んでなることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
  4. 　前記第２の層が、前記第１の層に設けられた密着層と、該密着層に設けられた緻密層とを含み、
    　該緻密層に含有された炭化珪素の含有率が、前記密着層に含有された炭化珪素の含有率よりも多いことを特徴とする請求項３に記載のサーマルヘッド。
  5. 　前記密着層に含有された炭素の含有率が、前記第１の層に含有された炭素の含有率よりも少ないことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッド。
  6. 　前記密着層の残留応力が、前記緻密層の残留応力よりも小さいことを特徴とする請求項４または５に記載のサーマルヘッド。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載のサーマルヘッドと、前記保護層上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記保護層上に前記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。
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