JP2018167440A - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体を被覆層から効率よく剥離させることができ、記録媒体の搬送をスムーズに行うことができるサーマルヘッドを提供する。【解決手段】蓄熱層１３は、基板７上に位置し、下地部１３ａと、下地部１３ａから上方に突出した隆起部１３ｂとを有する。発熱部９は、隆起部１３ｂ上に位置する。電極は、基板上に位置し、発熱部に繋がる。被覆層２７は、電極の少なくとも一部を被覆する。被覆部材２９は、駆動ＩＣを被覆する。被覆層２７は、上方に突出した第１突出部２８を有する。第１突出部は、下地部１３ａ上に位置している。基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、被覆層２７は、被覆部材２９と隆起部１３ｂとの間において隆起部１３ｂと離間して位置しており、第１突出部は、被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に位置し、被覆層２７の隆起部１３ｂ側の端部に向けて、下地部１３ａからの高さが低くなっている。【選択図】図４

Description

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。サーマルヘッドは、例えば、基板と、蓄熱層と、発熱部と、保護層と、電極と、被覆層と、駆動ＩＣと、被覆部材と、を備えている。前記蓄熱層は、前記基板上に位置し、下地部と、前記下地部から上方に突出した隆起部とを有する。前記発熱部は、前記隆起部上に位置する。前記保護層は、前記発熱部上に位置する。前記電極は、前記基板上に位置し、前記発熱部に繋がる。前記被覆層は、前記電極の少なくとも一部を被覆する。前記駆動ＩＣは前記電極に繋がる。前記被覆部材は、前記駆動ＩＣを被覆する（特許文献１参照）。

また、前記被覆層は、上方に突出した第１突出部を有し、前記基板の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、前記被覆層は、前記被覆部材と前記隆起部との間において前記隆起部と離間して位置するサーマルヘッドが知られている（特許文献２参照）。

特開２００５−２０５８３９号 国際公開２０１４／０８０８４３号

本開示のサーマルヘッドは、基板と、蓄熱層と、発熱部と、保護層と、電極と、被覆層と、駆動ＩＣと、被覆部材と、を備える。前記蓄熱層は、前記基板上に位置し、下地部と、前記下地部から上方に突出した隆起部とを有する。前記発熱部は、前記隆起部上に位置する。前記保護層は、前記発熱部上に位置する。前記電極は、前記基板上に位置し、前記発熱部に繋がる。前記被覆層は、前記電極の少なくとも一部を被覆する。前記駆動ＩＣは、前記電極に繋がる。前記被覆部材は、前記駆動ＩＣを被覆する。また、前記被覆層は、上方に突出した第１突出部を有する。また、前記第１突出部は、前記下地部上に位置している。また、前記基板の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、前記被覆層は、前記被覆部材と前記隆起部との間において前記隆起部と離間して位置しており、前記第１突出部は、前記被覆部材よりも前記隆起部に近い方に位置し、前記被覆層の前記隆起部側の端部に向けて、前記下地部からの高さが低くなっている。

本開示のサーマルプリンタは、上記サーマルヘッドと、前記発熱部上を通過するように記録媒体を搬送する搬送機構と、前記記録媒体を押圧するプラテンローラと、を備える。また、平面視して、前記プラテンローラの中心が、前記発熱部の中心よりも、前記被覆層の前記第１突出部側に位置している。

図１は、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２は、図１に示すサーマルヘッドの平面図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、発熱部、被覆層、および被覆部材の位置関係の概略を示す断面図である。 図５は、従来のサーマルヘッドの記録媒体の搬送状態の概略を示す断面図である。 図６は、図５よりも記録媒体の搬送が進んだ、従来のサーマルヘッドの記録媒体の搬送状態の概略を示す断面図である。 図７は、図６よりも記録媒体の搬送が進んだ、従来のサーマルヘッドの記録媒体の搬送状態の概略を示す断面図である。 図８は、図１に示すサーマルヘッドの記録媒体の搬送状態の概略を示す断面図である。 図９は、発熱部、被覆層の縁、および被覆部材の第２突出部の位置関係の概略を示す断面図である。 図１０は、図１に示すサーマルヘッドを搭載した、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。 図１１は、第２の実施形態に係るサーマルヘッドの記録媒体の搬送状態の概略を示す断面図である。

従来のサーマルヘッドは、第１突出部が、被覆部材よりも隆起部に近い方に位置していなかった。そのため、被覆層は、第１突出部よりも隆起部側に、平坦な上面が位置することとなる。それゆえ、記録媒体の終端が第１突出部を通過すると、記録媒体の終端は、被覆層の平坦な上面に接触しながら搬送されることとなる。そのため、記録媒体の終端が、被覆層の上面に貼りついてしまい、記録媒体が被覆層から剥離しにくい問題があった。

本開示のサーマルヘッドは、記録媒体を被覆層から効率よく剥離させることができ、記録媒体の搬送をスムーズに行うことができる。以下、本開示のサーマルヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタについて、詳細に説明する。

本開示のサーマルヘッドは、発熱部上に位置する保護層と、記録媒体等との接触圧を良好に保つとともに、発熱部上に位置する保護層と記録媒体との接触状態が変化しにくく、精細な印画を行うことができる。以下、本開示のサーマルヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタについて、詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜９を参照して説明する。図２では、保護層２５、被覆部材２９、被覆層２７、フレキシブル配線基板５（以下、ＦＰＣ５と称する）、およびコネクタ３１を省略して一点鎖線で示している。図４〜９では、わかりやすいように、縦横比を縦：横＝１：５で示している。図５〜７は、従来のサーマルヘッドＸ１０１における記録媒体Ｐの搬送状態を示している。図８は、サーマルヘッドＸ１における記録媒体Ｐの搬送状態を示している。なお、図５〜８では、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓを図示しており、搬送方向Ｓは副走査方向と同一である。また、図５〜９ではプラテンローラ５０の中心をＧで示している。

サーマルヘッドＸ１は、放熱板１と、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５と、接着部材１４と、コネクタ３１とを備えている。なお、放熱板１、ＦＰＣ５、接着部材１４、およびコネクタ３１は必ずしも備える必要はない。

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。ヘッド基体３は、外部から電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐ（図５参照）に印画を行う機能を有する。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。ＦＰＣ５は、ヘッド基体３に電気的に接続されている。コネクタ３１は、ＦＰＣ５に電気的に接続されている。

放熱板１は、直方体形状である。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、主走査方向に長く形成されており、平面視して、長方形状である。ヘッド基体３は、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Ｐに印画行う機能を有する。

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と放熱板１とを接合している。接着部材１４としては、例えば、両面テープ、あるいは樹脂性の接着剤を用いることができる。

ＦＰＣ５は、ヘッド基体３に電気的に接続されており、副走査方向において、ヘッド基体３に隣り合うように設けられている。ＦＰＣ５にはコネクタ３１が電気的に接続されている。それにより、ＦＰＣ５を介して、ヘッド基体３は外部と電気的に接続される。

コネクタ３１は、複数のコネクタピン８と、ハウジング１０とを有している。コネクタ３１は、ＦＰＣ５の端部に電気的に接続されるとともに、ＦＰＣ５の下方に配置されている。ハウジング１０は、複数のコネクタピン８を収容している。

図１〜３を用いて、ヘッド基体３およびＦＰＣ５を構成する各部材について説明する。

ヘッド基体３は、基板７と、蓄熱層１３と、電気抵抗層１５と、共通電極１７と、個別電極１９と、接続電極２１と、接続端子２と、導電部材２３と、駆動ＩＣ１１と、被覆部材２９と、保護層２５と、被覆層２７とを有している。なお、これらの部材は、必ずしもすべて備えていなくてもよい。また、ヘッド基体３は、これら以外の部材を備えていてもよい。

基板７は、放熱板１上に配置されており、平面視して、矩形状である。基板７は、第１面７ｆと、第２面７ｇとを有している。第１面７ｆは、第１長辺７ａと、第２長辺７ｂと、第１短辺７ｃと、第２短辺７ｄとを有している。第２面７ｇは、第１面７ｆと反対側に位置している。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側に設けられており、接着部材１４を介して放熱板１に接合されている。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、下地部１３ａと、隆起部１３ｂとを有している。下地部１３ａは、基板７の第１面７ｆの全面にわたって設けられている。隆起部１３ｂは、下地部１３ａから基板７の上方へ向けて突出して隆起している。言い換えれば、隆起部１３ｂは、基板７の第１面７ｆから遠ざかる方向に突出している。

隆起部１３ｂは、基板７の第１長辺７ａに隣り合うように配置され、主走査方向に沿って延びている。隆起部１３ｂの断面が略半楕円形状であることにより、発熱部９上に形成された保護層２５が、印画する記録媒体Ｐに良好に接触する。すなわち、隆起部１３ｂが、下地部１３ａから上方に突出していることから、記録媒体Ｐの搬送を引き回すことなく、保護層２５上に円滑に接触させることができる。下地部１３ａの基板７からの高さは５０〜１６０μｍとすることができ、隆起部１３ｂの下地部１３ａからの高さは３０〜６０μｍとすることができる。

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ことができる。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の第１面７ｆに塗布し、これを焼成することで形成される。隆起部１３ｂは、下地部１３ａを印刷塗布、焼成した後に、ガラスペーストを印刷塗布、焼成して作製することができる。なお、隆起部１３ｂをエッチングにより形成してもよい。

電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の上面に設けられており、電気抵抗層１５上には、共通電極１７、個別電極１９、および接続電極２１が形成されている。共通電極１７と個別電極１９との間には、電気抵抗層１５が露出した露出領域が形成されている。電気抵抗層１５の露出領域は、図２に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部９を構成している。なお、電気抵抗層１５は、各種電極と蓄熱層１３との間に必ずしも設ける必要はなく、共通電極１７と個別電極１９とを電気的に接続するように、例えば、共通電極１７と個別電極１９との間のみに設けてもよい。

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系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、発熱部９に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

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。

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、複数の発熱部９は、複数の群に分かれており、各群の発熱部９と各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１とが、個別電極１９によって電気的に接続されている。

複数の接続電極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。

これらの共通電極１７、個別電極１９、および接続電極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。

接続端子２は、共通電極１７および接続電極２１をＦＰＣ５に接続するために、第１面７ｆの第２長辺７ｂ側に設けられている。接続端子２は、後述するＦＰＣ５の外部端子に対応して設けられている。

接続端子２上には、導電部材２３が設けられている。導電部材２３としては、例えば、はんだ、あるいはＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）等を例示することができる。なお、導電部材２３と接続端子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。なお、導電部材２３は必ずしも設けなくてもよい。

上記のヘッド基体３を構成する各種電極は、各々を構成するＡｌ、Ａｕ、あるいはＮｉ等の金属の材料層を蓄熱層１３上に、スパッタリング法等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することができる。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と接続電極２１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スイッチングＩＣを用いることができる。

保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の一部を被覆しており、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Ｐ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、導電性を有する無機材料により形成されており、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴａＮあるいはＴａＳｉＯにより形成することができる。保護層２５の厚みは、例えば、２〜１５μｍとすることができる。保護層２５は、例えば、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。

基板７上には、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。被覆層２７は、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。

駆動ＩＣ１１は、個別電極１９および接続電極２１に接続された状態で、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって封止されている。被覆部材２９は、主走査方向に延びるように設けられており、複数の駆動ＩＣ１１を一体的に封止している。

図３に示すように、ＦＰＣ５は、ベース基板５ａと、配線導体５ｂと、カバー基板５ｃとを有している。ベース基板５ａは、平面視して矩形状であり、ＦＰＣ５の外形と同形状である。配線導体５ｂは、ベース基板５ａ上に設けられており、エッチングによりパターニングされている。配線導体５ｂは、端部に外部端子を有しており、外部端子は、ヘッド基体３の端子２に電気的に接続されている。カバー基板５ｃは、配線導体５ｂを覆うようにベース基板５ａ上に設けられており、外部端子は、カバー基板５ｃから露出している。

コネクタ３１のコネクタピン８は、ＦＰＣ５を貫通するように設けられている。それにより、コネクタピン８と配線導体５ｂとが電気的に接続されている。なお、コネクタピン８は、半田などによりＦＰＣ５と電気的に接続されていてもよい。

次に、図４〜９を用いてサーマルヘッドＸ１の保護層２５、被覆層２７、および被覆部材２９について詳細に説明する。図４，９は、発熱部９を通り、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面の断面図である。

保護層２５は、発熱部９を覆うように設けられており、発熱部９および隆起部１３ｂを被覆するように設けられている。そのため、保護層２５の表面の断面形状は、上方に突出した円弧状となっている。保護層２５の第１頂点２５ａは、発熱部９上に位置しており、
記録媒体Ｐと接触可能に設けられている。すなわち、記録媒体Ｐは、第１頂点２５ａに接触しながら搬送される。

被覆部材２９は、第２突出部３０を有している。また、被覆部材２９は、第３頂点２９ａと、側面２９ｂと、縁２９ｃとを有している。第２突出部３０は、基板７から上方に向けて突出しており、第２突出部３０の最も高い部位が、第３頂点２９ａとなっている。被覆部材２９の断面形状は、上方に突出した半楕円形状となっている。縁２９ｃは、被覆部材２９のうち最も隆起部１３ｂ側に位置しており、被覆層２７上に設けられている。側面２９ｂは、隆起部１３ｂ側に位置しており、第３頂点２９ａと縁２９ｃとの間に設けられている。第３頂点２９ａおよび側面２９ｂは、記録媒体Ｐと接触可能に設けられている。すなわち、記録媒体Ｐは、第３頂点２９ａおよび側面２９ｂに接触しながら搬送される。

被覆層２７は、副走査方向において、保護層２５と被覆部材２９との間に位置しており、第１突出部２８を有している。第１突出部２８は、被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に位置している。第１突出部２８は、隆起部１３ｂ側の端部に向けて、下地部１３ａからの高さが低くなっている。

第１突出部２８は、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面の断面図において、被覆層２７の他の部位に比べて基板７から上方に向けて突出した部分であり、突出した部分の近傍に位置し、高さが連続的に変化する部分まで含む概念である。

第１突出部２８（被覆層２７）は、第２頂点２７ａと、縁２７ｂと、側面２７ｃとを有している。第１突出部２８の最も高い部位が、第２頂点２７ａとなっている。縁２７ｃは、副走査方向において、隆起部１３ｂと離間した状態で位置しており、被覆層２７のうち最も隆起部１３ｂ側に位置している。側面２７ｂは、隆起部１３ｂ側に位置しており、第２頂点２７ａと縁２７ｃとの間に設けられている。第２頂点２７ａ、側面２７ｂ、および縁２７ｃは、高さが連続的に変化している。言い換えると、側面２７ｂは、基板７の厚み方向に傾斜しており、側面２７ｂは、隆起部１３ｂ側に向かうにつれて下地部１３ａからの高さが低くなっている。

第１突出部２８（より詳細には、第２頂点２７ａおよび側面２７ｂ）は、記録媒体Ｐと接触可能に設けられている。すなわち、記録媒体Ｐは、第１突出部２８と接触しながら搬送される。

図４に示すように、保護層２５の第１頂点２５ａの下地層１３ａからの高さをＡ（以下、Ａと称する）、第１突出部２８の第２頂点２７ａの下地層１３ａからの高さをＢ（以下、Ｂと称する）、第２突出部３０の第３頂点２９ａの下地層１３ａからの高さをＣ（以下、Ｃと称する）、第１突出部２８の第２頂点２７ａから発熱部９の中心までの副走査方向の距離をＥ１（以下、Ｅ１と称する）、第２突出部３０の第３頂点２９ａから発熱部９の中心までの副走査方向の距離をＥ２（以下、Ｅ２と称する）として、以下、説明する。

サーマルヘッドＸ１は、Ａ＜Ｂ＜２．５Ａ、かつ１０Ａ＜Ｅ１＜３０Ａの関係性を有している。また、３Ｅ１＜Ｅ２＜６Ｅ１の関係性を有している。また、３Ｂ＜Ｃ＜９Ｂの関係性を有している。なお、これらの関係性は必ずしも有していなくてもよい。

Ａは、例えば、４０〜７０μｍとすることができる。Ｂは、例えば、５０〜８０μｍとすることができる。Ｃは、例えば、２６０〜３８０μｍとすることができる。また、Ｅ１は、例えば、７００〜１１００μｍとすることができる。また、Ｅ２は、例えば、３５００〜４０００μｍとすることができる。

ここで、図５〜７を用いて従来のサーマルヘッドＸ１０１の記録媒体Ｐの搬送状態について説明する。図５は、記録媒体Ｐが被覆部材２９に接触しながら搬送されている状態を示している。図６は、図５より記録媒体Ｐの搬送状態が進んでおり、記録媒体Ｐが被覆層２７に接触しながら搬送されている状態を示している。図７は、図６より記録媒体Ｐの搬送状態が進んでおり、記録媒体Ｐが被覆層２７に接触しながら搬送されている状態を示している。

サーマルヘッドＸ１０１は、被覆層１２７が第１突出部１２８を有している。第１突出部１２８は、被覆部材１２９よりも隆起部１１３ｂに近い方に位置しておらず、中央部に位置している。そのため、被覆層１２７は、第１突出部１２８よりも隆起部１１３ｂ側に、平坦な上面１２７ｃが位置することとなる。第１突出部１２８は、記録媒体Ｐに接触可能に設けられており、搬送される記録媒体Ｐと接触する。

図５に示すように、記録媒体Ｐは、被覆部材１２９の第３頂点１２９ａと接触しながら搬送される。記録媒体Ｐの終端（端部）が第３頂点１２９ａを通過すると、記録媒体Ｐの終端は、側面１２９ｂに接触しながら搬送されることとなる。この際に、被覆部材１２９の側面１２９ｂは、発熱部１０９に向かうにつれて低くなっているため、保護層１２５の第１頂点１２５ａへ搬送される記録媒体Ｐの傾きは、搬送されるにつれて徐々に水平に近づくこととなる。

図６に示すように、さらに記録媒体Ｐの搬送が進むと、記録媒体Ｐは、被覆部材１２９の側面１２９ｂから離れて、被覆層１２７の第１突出部１２８と接触しながら搬送されることとなる。

そして、図７に示すように、記録媒体Ｐの終端が第１突出部１２８を通過すると、記録媒体Ｐの終端は、被覆層１２７の平坦な上面１２７ｃに接触しながら搬送されることとなる。そのため、記録媒体Ｐの終端は、被覆層１２７の上面１２７ｃに貼りついてしまい、被覆層１２７から剥離しにくい問題があった。

これに対して、サーマルヘッドＸ１は、第１突出部２８は、被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に位置し、被覆層２７の端部に向けて、下地部１３ａからの高さが低くなっている。そのため、第１突出部２８を通過した記録媒体Ｐは、平坦な上面に接触することなく、側面２７ｂに接触することとなる。その結果、記録媒体Ｐと側面２７ｂとの接触状態を小さくすることができ、記録媒体Ｐを被覆層２７から効率よく剥離させることができる。

また、図７に示すように、記録媒体Ｐの終端が、第１突出部２８を通過した後には、保護層１２５の第１頂点１２５ａへ搬送される記録媒体Ｐの傾きは、発熱部９に向かうにつれて高くなるように変化する。すなわち、記録媒体Ｐは、保護層１２５の第１頂点１２５ａに向けて搬送されるにつれて、記録媒体Ｐの傾きは、搬送方向Ｓの下流側が低くなる傾きから、搬送方向Ｓの下流側が高くなる傾きへ変更されることとなる。その結果、保護層１２５の第１頂点１２５ａと、記録媒体Ｐとの接触状態が、変化することとなり、印画にムラが生じる問題があった。

これに対して、サーマルヘッドＸ１は、副走査方向において、第１突出部２８が、被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に位置している。そのため、図８に示すように、第２突出部３０の第３頂点２９ａを通過した記録媒体Ｐは、第１突出部２８の第２頂点２７ａに接触しながら搬送されることとなる。

それゆえ、記録媒体Ｐの傾きが、搬送方向Ｓの下流側が低くなる傾きから、搬送方向Ｓ
の下流側が高くなる傾きへ変更されることがなく、記録媒体Ｐの傾きが大きく変化することはない。その結果、保護層２５の第１頂点２５ａと、記録媒体Ｐとの接触状態が変化しにくくなり、印画にムラが生じる可能性を低減することができる。

また、第１突出部２８が、被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に位置していることにより、記録媒体Ｐの終端が、第２頂点２７ａに接触し終わった後に、側面２７ｂに接触しながら搬送されることとなる。そして、被覆層２７の側面２７ｂが傾斜しているため、記録媒体Ｐの搬送の傾きの変化を小さくすることができる。

図９には、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、第１仮想線ＶＬ１、第２仮想線ＶＬ２、第３仮想線ＶＬ３、および第４仮想線ＶＬ４が一点鎖線にて示されている。第１仮想線ＶＬ１は、保護層２５の第１頂点２５ａと第１突出部２８の第２頂点２７ａとを結ぶ線分である。第２仮想線ＶＬ２は、保護層２５の第１頂点２５ａと第２突出部３０の第３頂点２９ａとを結ぶ線分である。第３仮想線ＶＬ３は、第１突出部２８の第２頂点２７ａと被覆層２７の隆起部１３ｂ側の縁２７ｃとを結ぶ線分である。第４仮想線ＶＬ４は、第２突出部３０の第３頂点２９ａと被覆部材２９の隆起部１３ｂ側の縁２９ｃとを結ぶ線分である。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、第１仮想線ＶＬ１の傾きが、第２仮想線ＶＬ２の傾きよりも小さくてもよい。このような構成を有するときには、記録媒体Ｐ（図８参照）の搬送が進むにつれて、記録媒体Ｐの傾きを水平（保護層２５の第１頂点２５ａにおける接線方向）に近づけることができ、記録媒体Ｐと保護層２５の第１頂点２５ａとの接触状態が変化しにくくなる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、第３仮想線ＶＬ３の傾きが、第４仮想線ＶＬ４の傾きよりも小さくてもよい。このような構成を有するときには、精細な印画を行うことができる。

すなわち、発熱部９の近くに位置する被覆部材２９の側面２９ｂ（第３仮想線ＶＬ３）の傾きが、発熱部９の遠くに位置する第１突出部２８の側面２７ｂ（第４仮想線ＶＬ４）の傾きよりも小さくなっている。

それにより、記録媒体Ｐの終端付近を印画する場合において、記録媒体Ｐの搬送中の傾きが、急激に変化しにくくなり、保護層２５の第１頂点２５ａを通過する際の記録媒体Ｐの接触状態が変化しにくくなる。その結果、精細な印画を行うことができる。

なお、第１仮想線ＶＬ１〜第４仮想線ＶＬ４の傾きとは、第１仮想線ＶＬ１〜第４仮想線ＶＬ４と、水平面とのなす角を示している。第１仮想線ＶＬ１〜第４仮想線ＶＬ４の傾きは、例えば、図９に示すように、サーマルヘッドＸ１を、発熱部９を通過するように、基板７の厚み方向および副走査方向に沿って切断し、切断面を観察することによって測定できる。その際は、下地層１３ａの上面を水平面とみなせばよい。

また、基板７の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、保護層２５の第１頂点２５ａは、発熱部９上に位置する部位のうち最も高くに位置する部位である。第１突出部２８の第３頂点２９ａは、被覆層２７のうち最も高くに位置する部位である。第２突出部３０の第３頂点２９ａは、被覆部材２９のうち最も高くに位置する部位である。これらの高さは、接触式あるいは非接触式の表面粗さ計を用いて測定することができる。なお、上記、切断面を観察して測定してもよい。

次に、サーマルヘッドＸ１を有するサーマルプリンタＺ１について、図１０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、取付部材８０と、給紙ユニット９０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、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４７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、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上を通過するように図１０の矢印Ｓ方向に搬送するためのものである。

駆動部は、搬送ローラ４７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４７は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４５ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４５ｂにより被覆して構成することができる。なお、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（不図示）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、主走査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。

給紙ユニット９０は、複数の記録媒体Ｐを収容している。給紙ユニット９０に収容された記録媒体Ｐは、一枚ずつ搬送ローラ４７により搬送され、サーマルヘッドＸ１によって印画される。

そして、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、発熱部９上を通過するように記録媒体Ｐを搬送機構４０によって搬送する。そして、サーマルプリンタＺ１は、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。

＜第２の実施形態＞
図１１を用いて、第２の実施形態に係るサーマルヘッド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一の符号を付し、説明を省略する。また、プラテンローラ２５０の中心をＧで示している。

サーマルヘッドＸ２では、プラテンローラ２５０とサーマルヘッドＸ２との位置が、サーマルヘッドＸ１と構成が異なっている。より詳細には、平面視して、プラテンローラ２
５０の中心Ｇが、発熱部９の中心よりも第１突出部２８側に設けられている。

平面視して、副走査方向において、プラテンローラの中心Ｇから発熱部９の中心までの距離はＥ３（以下、Ｅ３と称する）である。サーマルヘッドＸ１は、Ａ＜Ｅ３＜４Ａとの関係性を有している。なお、必ずしもＡ＜Ｅ３＜４Ａの関係性を有さなくてもよい。Ｅ３は、例えば、５０〜１５０μｍとすることができる。

保持部材３２は、副走査方向において、被覆部材２９に隣り合うように設けられている。保持部材３２は、被覆部材２９よりも発熱部９から遠い側に配置されており、一部が被覆部材２９に乗り上げるように設けられている。そのため、被覆部材２９は、被覆層２７と保持部材３２とにより挟みこまれるように設けられている。保持部材３２は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂により形成することができる。

本実施形態のサーマルヘッドＸ２では、平面視して、副走査方向において、プラテンローラ２５０の中心Ｇが、発熱部９の中心よりも被覆層２７の第１突出部２８側に設けられていてもよい。このような構成を有するときには、プラテンローラ２５０の中心Ｇが発熱部９の中心の上にある場合に比べて、プラテンローラ２５０と記録媒体Ｐとが接触し始める位置が、被覆層２７の第１突出部２８側に位置することとなる。その結果、記録媒体Ｐがプラテンローラ２５０の搬送に追従しやすくなる。それゆえ、記録媒体Ｐを保護層２５の第１頂点２５ａに、効率よく搬送することができる。

また、平面視して、プラテンローラ２５０の中心Ｇが、発熱部９の中心と第１突出部２８との間に配置されている。それにより、保護層２５の第１頂点２５ａと、第１突出部２８の第２頂点２７ａとにより、プラテンローラ２５０に押圧された記録媒体Ｐを支えることができる。その結果、記録媒体Ｐの搬送を安定化させることができる。

本実施形態のサーマルヘッドＸ２では、副走査方向において、被覆部材２９に隣り合うように配置された保持部材３２を有しており、被覆部材２９が、保持部材３２と被覆層２７との間に配置されている。

このような構成を有するときには、被覆部材２９の変形を抑えることができる。すなわち、被覆部材２９は、記録媒体Ｐが搬送される際に、第３頂点２９ａおよび側面２９ｂに記録媒体Ｐが接触することとなるが、被覆部材２９が被覆層２７および保持部材３２により挟持されることにより、被覆部材２９の変形を抑えることができる。

以上、複数の実施形態を用いて説明したが、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、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〜Ｘ２を組み合わせてもよい。

また、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たが、これに限定されるものではない。例えば、各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層１５を厚膜形成した厚膜ヘッドに適用してもよい。

第１突出部２８の高さおよび位置、第２突出部３０の高さおよび位置、プラテンローラの中心の位置と印画の関係を調査する目的で、以下の実験を行った。

基板７に蓄熱層１３となるガラスペーストを塗布し、焼成した後にエッチングを行い、
下地部１３ａおよび隆起部１３ｂが形成された基板７を準備する。下地部１３ａの厚みは１５０μｍ、隆起部１３ｂの厚みは４０μｍとした。

次に、共通電極１７、個別電極１９、および接続電極２１等の各種電極を基板７に形成し、スパッタリング法によりＳｉＮの保護層２５が１０μｍとなるように成膜した。保護層２５の第１頂点２５ａの下地層１３ａからの高さＡは、５０μｍとなるように形成した。

次に、表１に示す値になるように、被覆層２７を形成した。次に、被覆層２７が成膜された基板７に駆動ＩＣ１１を搭載した後、表１に示す値になるように、被覆部材２９を形成してサーマルヘッドを作製した。そして、作製したサーマルヘッドを、プラテンローラ５０とともに筐体に組み込みサーマルプリンタを作製し、以下に示す走行試験を行った。

試料Ｎｏ．１〜２２のサーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタに、記録媒体としてインクレスのカードメディアを用いて、１つのサーマルヘッドごとに３枚ずつ印画を行った。印画されたメディアを確認し、３枚のいずれにも濃度ムラや印画かすれが生じていないものを表１の印画結果の欄に◎と記載した。３枚のいずれかに濃度ムラや印画かすれが生じたものを表１の印画結果の欄に○と記載した。

また、３枚のいずれにも印画の立ち上がりにかすれが生じていないものを表１の熱応答特性の欄に◎と記載した。３枚のいずれかに印画の立ち上がりにかすれが生じたものを表１の熱応答特性の欄に○と記載した。

なお、参考として、第１突出部２８を被覆部材２９よりも隆起部１３ｂに近い方に設けずに、被覆層２７の中央部に設けたサーマルヘッドも作製し、上記の実験を行った。

試料１〜２２のサーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタの全てにおいて、印画結果が○または◎となっており、従来のサーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタと比較して、濃度ムラや印画かすれが生じにくくなっており、精細な印画を行えることが確認できた。

これに対して、参考として、第１突出部２８を被覆層２７の中央部に設けたサーマルヘッドでは、３枚のいずれにも濃度ムラが生じていた。

Ｘ１，Ｘ２ サーマルヘッド
Ｚ１ サーマルプリンタ
１ 放熱板
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
１３ 蓄熱層
１３ａ 下地部
１３ｂ 隆起部
１９ 個別電極（電極）
２５ 保護層
２５ａ 第１頂点
２７ 被覆層
２７ａ 第２頂点
２７ｂ 側面
２７ｃ 縁
２８ 第１突出部
２９ 被覆部材
２９ａ 第３頂点
２９ｂ 側面
２９ｃ 縁
３０ 第２突出部
３２ 保持部材
Ｐ 記録媒体
Ｓ 搬送方向
Ａ 保護層の頂点の下地層からの高さ
Ｂ 第１突出部の頂点の下地層からの高さ
Ｃ 第２突出部の頂点の下地層からの高さ
Ｅ１ 副走査方向における、第１突出部の頂点から発熱部の中心までの距離
Ｅ２ 副走査方向における、第２突出部の頂点から発熱部の中心までの距離
Ｅ３ 副走査方向における、プラテンローラの中心から発熱部の中心までの距離

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に位置し、下地部と、前記下地部から上方に突出した隆起部とを有する蓄熱層と、
   前記隆起部上に位置する発熱部と、
   前記発熱部上に位置する保護層と、
   前記基板上に位置し、前記発熱部に繋がる電極と、
   前記電極の少なくとも一部を被覆する被覆層と、
   前記電極に繋がる駆動ＩＣと、
   前記駆動ＩＣを被覆する被覆部材と、を備え、
   前記被覆層は、上方に突出した第１突出部を有しており、
   前記第１突出部は、前記下地部上に位置しており、
   前記基板の厚み方向および副走査方向に沿った断面において、
   前記被覆層は、前記被覆部材と前記隆起部との間において前記隆起部と離間して位置しており、
   前記第１突出部は、前記被覆部材よりも前記隆起部に近い方に位置し、前記被覆層の前記隆起部側の端部に向けて、前記下地部からの高さが低くなっている、サーマルヘッド。
2. 前記断面において、
   前記保護層の第１頂点の前記下地部からの高さをＡ、前記第１突出部の第２頂点の前記下地部からの高さをＢとし、
   前記副走査方向における、前記第２頂点から前記発熱部の中心までの距離をＥ１としたときに、
   Ａ＜Ｂ＜２．５Ａ、かつ１０Ａ＜Ｅ１＜３０Ａである、請求項１にサーマルヘッド。
3. 前記被覆部材は、上方に突出した第２突出部を有しており、
   前記断面において、
   前記副走査方向における、前記第２突出部の第３頂点から前記発熱部の中心までの距離をＥ２としたときに、
   ３Ｅ１＜Ｅ２＜６Ｅ１である、請求項２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記被覆部材は、前記下地部上に位置しており、
   前記断面において、
   前記下地部から前記第３頂点までの高さをＣとしたときに、
   ３Ｂ＜Ｃ＜９Ｂである、請求項３に記載のサーマルヘッド。
5. 前記断面において、
   前記第１頂点と前記第２頂点とを結ぶ第１仮想線の傾きが、前記第１頂点と前記第３頂点とを結ぶ第２仮想線の傾きよりも小さい、請求項３または４に記載のサーマルヘッド。
6. 前記断面において、
   前記第２頂点と前記被覆層の前記隆起部側の縁とを結ぶ第３仮想線の傾きが、前記第３頂点と前記被覆部材の前記隆起部側の前記縁とを結ぶ第４仮想線の傾きよりも小さい、請求項５に記載のサーマルヘッド。
7. 副走査方向において、前記被覆部材に隣り合うように配置された保持部材を有しており、前記被覆部材が、前記保持部材と前記被覆層との間に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
8. 請求項１から７のうちいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
   前記発熱部上を通過するように記録媒体を搬送する搬送機構と、
   前記記録媒体を押圧するプラテンローラと、を備え、
   平面視して、副走査方向において、前記プラテンローラの中心が、前記発熱部の中心よりも、前記被覆層の前記第１突出部側に位置している、サーマルプリンタ。
9. 平面視して、前記副走査方向において、前記プラテンローラの中心から前記発熱部の中心までの距離をＥ３としたとき、
   Ａ＜Ｅ３＜４Ａである、請求項８に記載のサーマルプリンタ。