JP6431200B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

Description

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。

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、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部と電気的に接続された電極と、発熱部、および電極の一部を覆う保護層とを備えたサーマルヘッドが知られている。このサーマルヘッドにおいて、保護層は、無機材料により形成されており、保護層上に樹脂材料により形成された被覆層が設けられている
（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−５７９３３号公報

本開示のサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた発熱部と、前記基板上に設けられ、前記発熱部と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覆い、無機材料により形成された保護層と、前記保護層上に設けられ、樹脂材料により形成された被覆層と、前記保護層の表面に、前記表面から突出して設けられた無機粒子とを備える。また、前記無機粒子は、前記被覆層の内部に位置する第１部位と、前記保護層の内部に位置する第２部位とを有する。

本開示の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、前記発熱部上に前記記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。

第１の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す分解斜視図である。 図１に示すサーマルヘッドの概略を示す平面図である。 図２に示すＩ−Ｉ線断面図である。 （ａ）は図１に示すサーマルヘッドの一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は図４（ａ）をさらに拡大して示す断面図である。 無機粒子を拡大して示す模式図である。 第１の実施形態に係るサーマルプリンタを示す概略図である。 第２の実施形態に係るサーマルヘッドを示すもので、（ａ）は図４（ｂ）に対応する断面図、（ｂ）は無機粒子を拡大して示す模式図である。 第３の実施形態に係るサーマルヘッドを示すもので、（ａ）は図４（ａ）に対応する断面図、（ｂ）は図４（ｂ）に対応する断面図である。 第３の実施形態に係るサーマルヘッドを構成する無機粒子を示すもので、（ａ）は保護層の表面に位置する無機粒子を拡大して示す模式図、（ｂ）は第４界面に位置する無機粒子を拡大して示す模式図である。 第４の実施形態に係るサーマルヘッドを示すもので、（ａ）は図４（ａ）に対応する断面図、（ｂ）は図４（ｂ）に対応する断面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜５を参照して説明する。図１は、サーマルヘッドＸ１の構成を概略的に示している。図２は、保護層２５、被覆層２７、および封止部材１２を一点鎖線にて示している。

サーマルヘッドＸ１は、ヘッド基体３と、コネクタ３１と、封止部材１２と、放熱板１と、接着部材１４とを備えている。サーマルヘッドＸ１は、放熱板１上に接着部材１４を介してヘッド基体３が載置されている。ヘッド基体３は、外部からの電圧が印加することにより発熱部９を発熱させ記録媒体（不図示）に印画を行っている。コネクタ３１は、外部とヘッド基体３とを電気的に接続している。封止部材１２は、コネクタ３１とヘッド基体３とを接合している。放熱板１は、ヘッド基体３の熱を放熱するために設けられている。接着部材１４は、ヘッド基体３と放熱板１とを接着している。

放熱板１は、直方体形状をなしている。放熱板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。

ヘッド基体３は、図１に示すように、平面視して、長方形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。

図１〜３を用いて、ヘッド基体３を構成する各部材について説明する。

基板７は、放熱板１上に配置されており、平面視して、矩形状をなしている。そのため、基板７は、第１長辺７ａと、第２長辺７ｂと、第１短辺７ｃと、第２短辺７ｄと、側面７ｅと、第１面７ｆと、第２面７ｇとを有している。側面７ｅはコネクタ３１側に設けられている。第１面７ｆ上にヘッド基体３を構成する各部材が設けられている。第２面７ｇは、放熱板１側に設けられている。基板７は、例えば、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。

基板７の第１面７ｆ上に蓄熱層１３が設けられている。蓄熱層１３は、基板７の上方へ向けて突出して隆起している。蓄熱層１３は、主走査方向に沿って延び、断面が略半楕円形状をなしている。また、蓄熱層１３は、印画する記録媒体Ｐ（図５参照）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している。蓄熱層１３は、基板７からの高さが１５〜９０μｍで設けられている。

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。そのため、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。

電気抵抗層１５は、基板７上、および蓄熱層１３上に設けられており、電気抵抗層１５上に、ヘッド基体３を構成する各種電極が設けられている。電気抵抗層１５は、ヘッド基体３を構成する各種電極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。各露出領域は発熱部９を構成しており、蓄熱層１３上に所定の間隔をおいて列状に配置されている。なお、電気抵抗層１５は、共通電極１７と個別電極１９との間にのみに設けられていてもよい。

複数の発熱部９は、説明の便宜上、図２では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、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗値の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。

共通電極１７は、主配線部１７ａ，１７ｄと、副配線部１７ｂと、リード部１７ｃとを備えている。共通電極１７は、複数の発熱部９と、コネクタ３１とを電気的に接続している。主配線部１７ａは、基板７の第１長辺７ａに沿って延びている。副配線部１７ｂは、基板７の第１短辺７ｃおよび第２短辺７ｄ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。主配線部１７ｄは、基板７の第２長辺７ｂに沿って延びている。

複数の個別電極１９は、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を複数の群に分けており、各群の発熱部９と各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１とを電気的に接続している。

複数のＩＣ−コネクタ接続電極２１は、駆動ＩＣ１１とコネクタ３１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ＩＣ−コネクタ接続電極２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。

グランド電極４は、個別電極１９と、ＩＣ−コネクタ接続電極２１と、共通電極１７の主配線部１７ｄとにより取り囲まれるように配置されている。グランド電極４は、０〜１Ｖのグランド電位に保持されている。

接続端子２は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１およびグランド電極４をコネクタ３１に接続するために、基板７の第２長辺７ｂ側に設けられている。接続端子２はコネクタピン８に対応して設けられている。コネクタ３１に接続する際は、コネクタピン８がそれぞれ電気的に独立するように、コネクタピン８と接続端子２とが接続されている。

複数のＩＣ−ＩＣ接続電極３２は、隣り合う駆動ＩＣ１１を電気的に接続している。複数のＩＣ−ＩＣ接続電極３２は、それぞれＩＣ−コネクタ接続電極２１に対応するように設けられており、各種信号を隣り合う駆動ＩＣ１１に伝えている。

上記のヘッド基体３を構成する各種電極は、例えば、以下の方法で作製できる。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薄膜成形技術によって順次積層する。次に、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、ヘッド基体３を構成する各種電極は、同じ工程によって同時に形成することができる。

駆動ＩＣ１１は、図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−コネクタ接続電極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。

駆動ＩＣ１１は、個別電極１９、ＩＣ−ＩＣ接続電極３２およびＩＣ−コネクタ接続電極２１に接続された状態で、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ハードコート２９によって封止されている。

基板７の第１面７ｆに設けられた蓄熱層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。

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_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはダイヤモンドライクカーボン等の無機材料を用いて形成することができる。

保護層２５は、スパッタリング法等の薄膜形成技術あるいはスクリーン印刷等の厚膜形成技術を用いて作製することができる。

基板７上には、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−コネクタ接続電極２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＩＣ接続電極３２およびＩＣ−コネクタ接続電極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。被覆層２７は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂等の樹脂材料により形成することができる。

コネクタ３１とヘッド基体３とは、コネクタピン８、導電部材２３、および封止部材１２により固定されている。導電部材２３は、接続端子２とコネクタピン８との間に配置されており、例えば、はんだ、あるいは異方性導電接着剤等を例示することができる。なお、導電部材２３は、必ずしも設けられなくてもよく、接続端子２との間にＮｉ、Ａｕ、あるいはＰｄによるめっき層（不図示）を設けてもよい。

コネクタ３１は、複数のコネクタピン８と、複数のコネクタピン８を収納するハウジング１０とを有している。複数のコネクタピン８は、一方がハウジング１０の外部に露出しており、他方がハウジング１０の内部に収容されている。複数のコネクタピン８は、ヘッド基体３の接続端子２に電気的に接続されており、ヘッド基体３の各種電極と電気的に接続されている。

封止部材１２は、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとを有している。第１封止部材１２ａは基板７の第１面７ｆ上に位置しており、第２封止部材１２ｂは基板７の第２面７ｇ上に位置している。第１封止部材１２ａは、コネクタピン８と各種電極とを封止するように設けられており、第２封止部材１２ｂは、コネクタピン８と基板７との接触部を封止するように設けられている。

封止部材１２は、接続端子２、およびコネクタピン８が外部に露出しないように設けられており、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは可視光硬化性の樹脂により形成することができる。なお、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとが同じ材料により形成されていてもよく、別の材料により形成されていてもよい。

接着部材１４は、放熱板１上に配置されており、ヘッド基体３の第２面７ｇと放熱板１とを接合している。接着部材１４としては、両面テープ、あるいは樹脂性の接着剤を例示することができる。

図４，５を用いて、保護層２５、被覆層２７および無機粒子１６について詳細に説明する。なお、図５では被覆層２７（図４参照）の図示を省略している。

保護層２５は、絶縁層２５ａと導電層２５ｂとを有している。絶縁層２５ａは、発熱部９上と、共通電極１７の一部の上と、個別電極１９の一部の上とに設けられている。

絶縁層２５ａは、比抵抗の大きな材料により形成されており、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、あるいはＳｉＯＮにより形成することができる。絶縁層２５ａの厚みは、例えば、０．１〜１０μｍとすることができる。絶縁層２５ａを設けることにより、主走査方向に複数配列された発熱部９同士を絶縁することができる。絶縁層２５ａは、例えば、スクリーン印刷法、スパッタリング法、あるいはイオンプレーティング法により形成することができる。

導電層２５ｂは、絶縁層２５ａよりも比抵抗の小さな材料により形成されており、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、あるいはＴａＳｉＯにより形成することができる。導電層２５ｂは、表面１８ａと、側面１８ｂとを有している。

導電層２５ｂの厚みは、例えば、２〜１５μｍとすることができる。導電層２５ｂを設けることにより、保護層２５と記録媒体Ｐ（図６参照）との接触により生じた静電気を除電することができる。導電層２５ｂは、例えば、スクリーン印刷法、スパッタリング法、あるいはイオンプレーティング法により形成することができる。

無機粒子１６は、保護層２５の表面１８ａまたは側面１８ｂに設けられている。無機粒子１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａから被覆層２７に向けて突出している。無機粒子１６ｂは、導電層２５ｂの側面１８ｂから被覆層２７に向けて突出している。無機粒子１６は、粒径が５〜３００μｍであり、金属、合金、あるいはセラミックにより形成することができる。無機粒子１６は、導電層２５ｂを形成する材料と同一の材料により形成されると導電層２５ｂの内部に応力が生じ難い。具体的には、Ｔｉ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉの元素により形成されると導電層２５ｂの内部に応力が生じ難くなる。

無機粒子１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａから被覆層２７に向けて突出している。無機粒子１６ａは、被覆層２７の内部に位置する第１部位１６ａ１と、導電層２５ｂの内部に位置する第２部位１６ａ２とを有している。言い換えると、無機粒子１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａに位置しており、第２部位１６ａ２が導電層２５ｂ内に埋設されている。

無機粒子１６ａは、被覆層２７および導電層２５ｂと界面２０ａを介して接触している。界面２０ａは、第１界面２０ａ１と第２界面２０ａ２とを有している。第１界面２０ａ１は、第１部位１６ａ１と被覆層２７との界面である。第２界面２０ａ２は、第２部位１６ａ２と導電層２５ｂとの界面である。

無機粒子１６ｂは、導電層２５ｂの側面１８ｂから被覆層２７に向けて突出している。無機粒子１６ｂは、被覆層２７の内部に位置する第１部位１６ｂ１と、導電層２５ｂの内部に位置する第２部位１６ｂ２とを有している。言い換えると、無機粒子１６ｂは、導電層２５ｂの側面１８ｂに位置しており、第２部位１６ｂ２が導電層２５ｂに埋設されている。そして、第１部位１６ｂ１と絶縁層２５ａとの間に領域２２が形成されている。

無機粒子１６ｂは、被覆層２７および導電層２５ｂと界面２０ｂを介して接触している。界面２０ｂは、第１界面２０ｂ１と第２界面２０ｂ２とを有している。第１界面２０ｂ１は、第１部位１６ｂ１と被覆層２７との界面である。第２界面２０ｂ２は、第２部位１６ｂ２と導電層２５ｂとの界面である。

ここで、保護層２５は、無機材料により形成されている。保護層２５上に設けられた被覆層２７は、有機材料により形成されている。このため、保護層２５と被覆層２７との接合力が弱く、被覆層２７が保護層２５から剥離するおそれがある。

無機粒子１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａに、表面１８ａから突出して設けられており、第１部位１６ａ１と第２部位１６ａ２とを有している。そのため、被覆層２７と接触した第１部位１６ａ１が被覆層２７に接合されるとともに、第２部位１６ａ２が導電層２５ｂの内部に位置することとなり、無機粒子１６ａにより導電層２５ｂと被覆層２７との接合力を向上させることができる。

すなわち、被覆層２７を形成する樹脂材料は、導電層２５ｂ上に設けられた際に、無機粒子１６ａの第１部位１６ａ１の表面を回り込むように塗布される。それにより、第１部位１６ａ１と被覆層２７との接合力を向上させることができる。そして、第２部位１６ａ２は、導電層２５ｂの内部に埋設されているため、被覆層２７に外力が生じた場合においても、第２部位１６ａ２が導電層２５ｂ内に留まることができ、無機粒子１６ａが導電層２５ｂから剥離しにくくなる。その結果、導電層２５ｂと被覆層２７との接合力を向上させることができる。

図４に示すように、断面視して、絶縁層２５ａの幅が、導電層２５ｂの幅よりも広くなっている。それにより、導電層２５ｂが、発熱部９、共通電極１７、および個別電極１９と接触して短絡を生じる可能性を低減することができる。絶縁層２５ａの幅は、導電層２５ｂの幅の１．１〜１．５倍であると、短絡が生じる可能性を低減することができる。なお、断面視とは、サーマルヘッドＸ１を副走査方向に沿って切断した切断面を確認することである。

無機粒子１６ｂは、導電層２５ｂの側面１８ｂに、側面１８ｂから突出して設けられており、第１部位１６ｂ１と第２部位１６ｂ２とを有している。そして、第１部位１６ｂ１と絶縁層２５ａとの間に領域２２が生じている。そして、被覆層２７を形成する樹脂材料が、第１部位１６ｂ１と絶縁層２５ａとの間の領域２２に入り込んでいる。

そのため、被覆層２７が、第１部位１６ｂ１を回り込むように領域２２に位置することとなる。その結果、被覆層２７に外力が生じた場合においても、領域２２に配置された被覆層２７が、外力に対して第１部位１６ｂ１に引っ掛かるように作用する。それゆえ、被覆層２７が導電層２５ｂから剥離し難くなる。

保護層２５は、例えば、以下の方法により形成することができる。

各種電極がパターニングされた基板７に、マスキングを行い、絶縁層２５ａをスパッタリング法により形成する。次に、絶縁層２５ａを形成した時よりも、マスキングの開口を小さくし、スパッタリング法により導電層２５ｂを形成する。

導電層２５ｂをスパッタリング法により形成した後に、例えば、無機粒子１６をプラズマ溶射、あるいはアーク溶射等をすることにより、導電層２５ｂ中に無機粒子１６を含有させることができる。また、例えば、溶射により導電層２５ｂに無機粒子１６を含有させることから、導電層２５ｂの中にランダムに分散させることができる。このように、例えば、スパッタリング法とプラズマ溶射を繰り返すことにより、無機粒子１６を含有する導電層２５ｂを作製することができる。

そして、被覆層２７を作製するために、樹脂をスクリーン印刷法により、導電層２５ｂ上に塗布、硬化してサーマルヘッドＸ１を作製することができる。このように、導電層２５ｂを薄膜形成技術により形成した場合、導電層２５ｂの膜応力が高く、被覆層２７との接合力が小さくなるが、導電層２５ｂが無機粒子１６を含有することにより、導電層２５ｂと被覆層２７との接合力を向上させることができる。

また、導電層２５ｂをスクリーン印刷法により形成する場合には、絶縁層２５ａが設けられた基板７に、所定の印刷マスクを介して導電層２５ｂを印刷する。次に、無機粒子１６をランダムに散布し、乾燥させる。続いて、無機粒子１６を含有する保護層２５を焼成することにより、導電層２５ｂを作成することができる。なお、導電層２５ｂの印刷、無機粒子１６の散布、導電層２５ｂを繰り返すことにより、無機粒子１６ａ，１６ｂを含有する導電層２５ｂを作製することができる。

なお、保護層２５が絶縁層２５ａと導電層２５ｂとを備えた例を示したが、必ずしも絶縁層２５ａと導電層２５ｂとを備えていなくてもよい。すなわち、単層の保護層２５としてもよい。また、絶縁層２５ａまたは導電層２５ｂを多層化してもよい。

次に、サーマルプリンタＺ１について、図６を参照しつつ説明する。

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、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。

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６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。

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上に位置する保護層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。

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。

サーマルプリンタＺ１は、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。

＜第２の実施形態＞
図７を用いてサーマルヘッドＸ２について説明する。なお、サーマルヘッドＸ１と同一の部材については同じ符号を付しており、以下同様とする。サーマルヘッドＸ２は、無機粒子１１６が、サーマルヘッドＸ１の無機粒子１６と異なっている。

保護層２５は、表面１８ａと、側面１８ｂと、第３界面１８ｃとを有している。第３界面１８ｃは、表面１８ａおよび側面１８ｂに形成されている。第３界面１８ｃは、保護層２５と被覆層２７との界面である。

導電層２５ｂは、無機粒子１１６ａを含有している。無機粒子１１６ａは、導電層２５ｂの第３界面１８ｃに、第３界面１８ｃから、被覆層２７側に向けて突出して設けられている。無機粒子１１６ａは、被覆層２７の内部に位置する第１部位１１６ａ１と、導電層２５ｂの内部に位置する第２部位１１６ａ２とを有している。

また、無機粒子１１６ａは、被覆層２７および導電層２５ｂと界面１２０ａを介して接触している。界面１２０ａは、第１界面１２０ａ１と第２界面１２０ａ２とを有している。第１界面１２０ａ１は、第１部位１１６ａ１と被覆層２７との界面であり、第２界面１２０ａ２は、第２部位１１６ａ２と導電層２５ｂとの界面である。

断面視して、無機粒子１１６ａは、第１界面１２０ａ１の長さが、第２界面１２０ａ２の長さよりも長く構成されている。それにより、無機粒子１１６ａと被覆層２７との接触面積を大きくすることができ、無機粒子１１６ａと被覆層２７との接合力を向上させることができる。

第１界面１２０ａ１の長さを長くした分、第２界面１２０ａ２の長さは短くなることとなる。しかしながら、無機粒子１１６ａと導電層２５ｂとは、互いに無機材料により形成されているため、無機粒子１１６ａと導電層２５ｂとの接合力は大きくは低下しない。すなわち、無機粒子１１６ａに対して、接合力の小さい第１部位１１６ａ１の接触面積を増加させることにより、被覆層２７が、導電層２５ｂから剥離しにくくすることができる。

なお、導電層２５ｂに含まれるすべての無機粒子１１６ａが、断面視して、第１界面１２０ａ１の長さが、第２界面１２０ａ２の長さよりも長い構成を有していなくてもよい。少なくとも１つの無機粒子１１６ａにおいて、第１界面１２０ａ１の長さが、第２界面１２０ａ２の長さよりも長いことにより、被覆層２７の剥離を抑えることができる。

また、断面視して、第１部位１１６ａ１の最大径Ｌを有する部位が、第３界面１８ｃよりも被覆層２７側に配置されている。それにより、第１部位１１６ｂ１と絶縁層２５ａとの間に領域２４が生じており、被覆層２７を形成する樹脂材料が、第１部位１１６ｂ１と絶縁層２５ａとの間の領域２４に入り込んでいる。

そのため、被覆層２７が、第１部位１１６ｂ１を回り込むように領域２４に位置することとなる。その結果、被覆層２７に外力が生じた場合においても、領域２４に位置する被覆層２７が、外力に対して第１部位１６ｂ１に引っ掛かるように作用する。それゆえ、被覆層２７が導電層２５ｂから剥離し難くなる。

なお、断面視とは、副走査方向に沿って切断した切断面を確認することであり、断面視したときの第１部位１１６ａ１の最大径Ｌを有する部位とは、副走査方向に沿って、任意の断面で切断した際の無機粒子１１６の破断面のうち、最大径Ｌである部位を示している。

＜第３の実施形態＞
図８，９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、第１無機粒子２１６と第２無機粒子２６とを有している。

保護層２５は、表面１８ａおよび側面１８ｂを有している。また、保護層２５は、導電層２５ｂと被覆層２７との間に第３界面１８ｃを有している。また、保護層２５は、絶縁層２５ａと導電層２５ｂとの間に第４界面１８ｄとを有している。

第１無機粒子２１６ａ，２１６ｂは導電層２５ｂから一部が突出して、導電層２５ｂの内部に設けられており、第２無機粒子２６は導電層２５ｂの内部に設けられている。

第２無機粒子２６は、導電層２５ｂの内部に設けられている。第２無機粒子２６は、球状であり、第１無機粒子２１６よりも平均粒径が小さく構成されている。第２無機粒子２６の粒径は１〜３０μｍである。なお、第２無機粒子２６は、導電層２５ｂの表面１８ａまたは側面１８ｂから突出していてもよい。

サーマルヘッドＸ３は、第１無機粒子２１６と、第１無機粒子２１６よりも平均粒径の小さな第２無機粒子２６とを有している。それにより、第１無機粒子２１６により導電層２５ｂと被覆層２７との接合力を大きくしつつ、導電層２５ｂの硬度が低下することを抑えることができる。

すなわち、第１無機粒子２１６および第２無機粒子２６の硬度が、導電層２５ｂの硬度よりも低い場合に、平均粒径の大きな第１無機粒子２１６を有することにより、導電層２５ｂと被覆層２７との接合力を大きくすることができる。また、平均粒径の小さな第２無機粒子２６を有することにより、導電層２５ｂの硬度が低下しにくい。

なお、第１無機粒子２１６の平均粒径、および第２無機粒子２６の平均粒径とは、例えば以下の方法により測定することができる。副走査方向に沿った方向でサーマルヘッドＸ３を切断し、切断面に表れた任意の３つの第１無機粒子２１６の粒径の平均を算出することにより、第１無機粒子２１６の平均粒径を求めることができる。第２無機粒子２６についても同様である。

第１無機粒子２１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａから被覆層２７側に向けて突出して設けられている。第１無機粒子２１６ａは、被覆層２７の内部に位置し、被覆層２７と接触している第１部位２１６ａ１と、導電層２５ｂの内部に位置する第２部位２１６ａ２とを有している。そして、第１無機粒子２１６ａは、第１部位２１６ａ１に突出部２８を有している。突出部２８は、第１無機粒子２１６ａの被覆層２７側に設けられた平坦な部分から、被覆層２７側に向けて突出して設けられている。

第１無機粒子２１６ａは、被覆層２７および導電層２５ｂと界面２２０ａを介して接触している。第１界面２２０ａ１は、第１部位２１６ａ１と被覆層２７との界面である。第２界面２２０ａ２は、第２部位２１６ａ２と導電層２５ｂとの界面である。

第１無機粒子２１６ａは、断面視して、導電層２５ｂ側に長辺が位置する略台形状をなしている。そして、第１無機粒子２１６ａは、第１部位２１６ａ１に導電層２５ｂから離れる方向に突出した突出部２８を有している。それにより、第１部位２１６ａ１と被覆層２７との接触面積を増加させることができる。その結果、被覆層２７が剥離しにくくなる。

第１無機粒子２１６ａは、第２部位２１６ａ２の副走査方向における最大長さが、第１部位２１６ａ１の副走査方向における最大長さよりも長い構成を有している。その結果、第２界面２２０ａ２と導電層２５ｂの表面１８ａとの間に領域３０が生じており、領域３０に導電層２５ｂが存在している。

そのため、被覆層２７に外力が生じた場合においても、領域３０に位置する導電層２５ｂに、第１無機粒子２１６ａの第２部位２１６ａ２が引っ掛かることとなり、第１無機粒子２１６ａが導電層２５ｂから剥離しにくくなる。その結果、被覆層２７が、導電層２５ｂから剥離しにくくなる。

第１無機粒子２１６ｂは、導電層２５ｂの側面１８ｂから被覆層２７に向けて突出して設けられている。また、第１無機粒子２１６ｂは、第４界面１８ｄから絶縁層２５ａに向けて突出して設けられている。第１無機粒子２１６ｂは、第１部位２１６ｂ１と、第２部位２１６ｂ２と第３部位２１６ｂ３とを有している。

第１部位２１６ｂ１は、被覆層２７の内部に位置しており、被覆層２７と界面２２０ｂ１を介して接している。第２部位２１６ｂ２は、導電層２５ｂの内部に位置しており、導電層２５ｂと界面２２０ｂ２を介して接している。第３部位２１６ｂ３は、絶縁層２５ａの内部に位置しており、界面２２０ｂ３を介して絶縁層２５ａと接している。

第１無機粒子２１６ｂは、絶縁層２５ａの内部に位置する第３部位２１６ｂ３を有している。そのため、絶縁層２５ａと導電層２５ｂとの接合力を向上させることができる。すなわち、第１無機粒子２１６ｂが第３部位２１６ｂ３を有することから、絶縁層２５ａと第１無機粒子２１６ｂの接合力を向上させることができ、導電層２５ｂが絶縁層２５ａから剥離しにくくすることができる。

＜第４の実施形態＞
図１０を用いてサーマルヘッドＸ４について説明する。なお、図１０（ａ）に示すＨ１は、無機粒子３１６ｃの導電層２５ｂからの突出高さを示している。また、図１０（ｂ）に示すＨ２は、無機粒子３１６ａの導電層２５ｂからの突出高さを示している。また、図１０（ａ）に示すＥ１は第１領域を示しており、図１０（ａ）に示すＥ２は第２領域を示している。

サーマルヘッドＸ４は、無機粒子３１６の構成が、サーマルヘッドＸ１の無機粒子１６と異なっている。サーマルヘッドＸ４は、無機粒子３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃを有している。無機粒子３１６ｂに関しては、無機粒子１６ｂと同様の構成のため、説明を省略する。

無機粒子３１６ａは、導電層２５ｂの表面１８ａから上方に向けて突出しており、第１部位３１６ａ１と、第２部位３１６ａ２と、第４部位３１６ａ４とを有している。第１部位３１６ａ１および第２部位３１６ａ２については、第１部位１６ａ１および第２部位１６ａ２と同様の構成のため、説明を省略する。

第４部位３１６ａ４は、導電層２５ｂおよび被覆層２７から突出しており、導電層２５ｂおよび被覆層２７から露出している。そのため、硬化前の被覆層２７を塗布すると、導電層２５ｂから突出した第４部位３１６ａ４が、硬化前の被覆層２７を堰き止めることができる。その結果、硬化前の被覆層２７が広範囲に広がり、被覆層２７の高さが低くなることを低減することができる。すなわち、第４部位３１６ａ４は、被覆層２７の流動を抑えることができる。

保護層２５は、第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２とを有している。第１領域Ｅ１は、発熱部９が形成された領域を主走査方向に延ばした領域である。第２領域Ｅ２は第１領域Ｅ１以外の領域である。

第１領域Ｅ１には無機粒子３１６ｃが設けられている。第２領域Ｅ２には無機粒子３１６ａ設けられている。そして、第２領域Ｅ２における無機粒子３１６ａの第４部位３１６ａ４の導電層２５ｂからの高さが、第１領域Ｅ１における無機粒子３１６ｃの第４部位３１６ｃ４の導電層２５ｂからの高さよりも高くなっている。

それにより、無機粒子３１６ａにより被覆層２７の流動を抑えつつ、無機粒子３１６ｃと記録媒体Ｐ（図６参照）との接触を生じ難くすることができる。その結果、被覆層２７の高さが低くなりにくく、かつ記録媒体Ｐに紙キズが生じ難くすることができる。

サーマルヘッドＸ４は、例えば、以下のように作製することができる。サーマルヘッドＸ１と同様に、無機粒子３１６を含有する保護層２５を作成し、被覆層２７を塗布、硬化させる。次に、保護層２５の第１領域Ｅ１を、ラッピングフィルムによって第１領域Ｅ１の表面の研磨をおこなう。それにより、無機粒子３１６ｃの導電層２５ｂからの高さを、無機粒子３１６ａの導電層２５ｂからの高さよりも低くすることができる。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、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Ｘ２〜Ｘ３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〜Ｘ３を組み合わせてもよい。

例えば、電気抵抗層１５を薄膜形成することにより、発熱部９の薄い薄膜ヘッドを例示して示したが、これに限定されるものではない。各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層１５を厚膜形成することにより、発熱部９の厚い厚膜ヘッドに本発明を用いてもよい。

また、発熱部９が基板７の第１面７ｆ上に形成された平面ヘッドを例示して説明したが、発熱部９が基板７の端面に設けられた端面ヘッドに本発明を用いてもよい。

また、蓄熱層１３が隆起部１３ａ以外の領域に下地部を形成してもよい。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を形成してもよい。

なお、封止部材１２を、駆動ＩＣ１１を被覆するハードコート２９とを同じ材料により形成してもよい。その場合、ハードコート２９を印刷する際に、封止部材１２が形成される領域にも印刷して、ハードコート２９と封止部材１２とを同時に形成してもよい。

Ｘ１〜Ｘ３ サーマルヘッド
Ｚ１ サーマルプリンタ
Ｅ１ 第１領域
Ｅ２ 第２領域
１ 放熱板
３ ヘッド基体
７ 基板
９ 発熱部
１３ 蓄熱層
１４ 接着部材
１６，１１６，２１６，３１６ 無機粒子
１６ａ１，１６ｂ１ 第１部位
１６ａ２，１６ｂ２ 第２部位
２１６ｂ３ 第３部位
３１６ａ４，３１６ｂ４ 第４部位
１８ａ 表面
１８ｂ 側面
１８ｃ 第３界面
１８ｄ 第４界面
２０ 界面
２０ａ１，２０ｂ１ 第１界面
２０ａ２，２０ｂ２ 第２界面
２２，２４，３０ 領域
２５ 保護層
２５ａ 絶縁層
２５ｂ 導電層
２６ 第２無機粒子
２７ 被覆層
３１ コネクタ

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた発熱部と、
   前記基板上に設けられ、前記発熱部と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覆い、無機材料により形成された保護層と、
   前記保護層上に設けられ、樹脂材料により形成された被覆層と、
   前記保護層の表面に、前記表面から突出した無機粒子と、を備え、
   前記無機粒子は、前記被覆層の内部に位置する第１部位と、前記保護層の内部に位置する第２部位とを有しており、
   前記無機粒子は、前記第１部位と前記被覆層との界面である第１界面と、前記第２部位と前記保護層との界面である第２界面と、を有しており、
   断面視して、前記第１界面の長さが前記第２界面の長さよりも長いことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 基板と、
   前記基板上に設けられた発熱部と、
   前記基板上に設けられ、前記発熱部と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覆い、無機材料により形成された保護層と、
   前記保護層上に設けられ、樹脂材料により形成された被覆層と、
   前記保護層の表面に、前記表面から突出した無機粒子と、を備え、
   前記無機粒子は、前記被覆層の内部に位置する第１部位と、前記保護層の内部に位置する第２部位とを有しており、
   前記保護層と前記被覆層との界面である第３界面を有しており、
   断面視して、前記無機粒子は、前記第１部位に最大径を有する部位が位置していることを特徴とするサーマルヘッド。
3. 前記第１部位は、前記第３界面から離れる方向にさらに突出した突出部を有する、請求項２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記保護層は、前記発熱部および前記電極上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた導電層とを有しており、
   断面視して、前記絶縁層の幅が、前記導電層の幅よりも広い、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記導電層は、表面および側面が前記被覆層で被覆されており、
   前記無機粒子は、前記導電層の前記側面に、前記側面から突出して設けられており、
   前記被覆層を形成する樹脂材料が、前記無機粒子の前記第１部位と前記絶縁層との間に入り込んでいる、請求項４に記載のサーマルヘッド。
6. 基板と、
   前記基板上に設けられた発熱部と、
   前記基板上に設けられ、前記発熱部と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覆い、無機材料により形成された保護層と、
   前記保護層上に設けられ、樹脂材料により形成された被覆層と、
   前記保護層の表面に、前記表面から突出した無機粒子と、を備え、
   前記無機粒子は、前記被覆層の内部に位置する第１部位と、前記保護層の内部に位置する第２部位とを有しており、
   前記保護層は、前記発熱部および前記電極上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた導電層とを有しており、
   断面視して、前記絶縁層の幅が、前記導電層の幅よりも広く、
   前記無機粒子の前記第２部位は、前記絶縁層の内部に位置している第３部位を有していることを特徴とするサーマルヘッド。
7. 前記無機粒子は、第１無機粒子と、前記第１無機粒子よりも平均粒径の小さい第２無機粒子とを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
8. 請求項１〜７のうち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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