JP5582766B2 - 記録ヘッドおよびこれを備える記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、発熱素子を覆う保護層を有している記録ヘッドおよびこれを備える記録装置に関する。

ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えるサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドとしては、基板上に配列された複数の発熱素子と、この発熱素子上に位置するとともに発熱素子を保護する機能を有する保護層とを有するものがある。プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上に位置する保護層に対して押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるとともに、発熱素子上に位置する保護層に対して記録媒体をプラテンローラで略均等に押圧することにより、発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。記録媒体に対する所望の印画は、この処理を繰り返すことにより行われている。

このようなサーマルプリンタでは、従来、保護層の表面に記録媒体が付着し、スティッキングという現象が生じ、記録媒体を良好に搬送できなくなる場合があった。そこで、保護層の表面に摺動性の高い有機膜を形成したサーマルヘッドが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３０１７５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたサーマルヘッドでは、有機膜が摩耗して保護層が露出した場合、保護層が有機膜で覆われた部位と、保護層が露出した部位とで記録媒体の搬送状態にバラツキが生じ、このため、スティッキングという現象が生じ、記録媒体を良好に搬送できなくなる場合があった。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、記録媒体を良好に搬送することが可能な記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供することを目的とする。

本発明の記録ヘッドは、基板と、該基板上に位置している発熱素子と、該発熱素子上に設けられている保護層とを有しており、該保護層は、第１層と、該第１層を覆うように設けられている第２層とを含んでおり、前記第１層は複数の突出部を有しており、前記第２層は、前記複数の突出部間に位置する部位の上面が前記突出部の上面より窪んでいるとともに、前記第２層の厚みは、前記突出部上に位置する部位より前記突出部間に位置する部位が薄いことを特徴としている。

本発明の記録ヘッドにおいて、前記第２層の厚みは、前記突出部上に位置する部位から前記複数の突出部間に位置する部位に向けて漸次薄くなっていることが望ましい。

本発明の記録ヘッドにおいて、前記第１層は、前記第２層に比べて硬度が高いことが好ましい。

本発明の記録ヘッドにおいて、前記第２層は、動摩擦係数が前記第１層の動摩擦係数に比べて小さいことが好ましい。

本発明の記録装置は、本発明の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段とを備えることを特徴としている。

本発明の記録ヘッドは、基板と、該基板上に位置している発熱素子と、該発熱素子上に設けられている保護層とを有しており、該保護層が、第１層と、該第１層を覆うように設けられている第２層とを含んでおり、第１層は複数の突出部を有しており、第２層は、複数の突出部間に位置する部位の上面が突出部の上面より窪んでいる。そのため、本発明の記録ヘッドでは、第２層が削れていき第１層が露出し、この第１層が次第に摩耗していく過程において、記録媒体と第２層との摺動面積が大きく変化することがなく、保護層の摺動特性が変動するのを低減することができる。したがって、本発明の記録ヘッドでは、記録媒体が保護層の表面をほぼ同じ条件で摺動し、記録媒体を良好に搬送することができる。また、第２層の厚みが、突出部上に位置する部位よりも複数の突出部間に位置する部位を薄く設定することにより、この第２層が次第に摩耗していく過程において、記録媒体と第２層との摺動面積の変化を小さくすることができ、保護層の摺動特性の変化を抑制できる。

そして、第２層の厚みが、突出部上に位置する部位から複数の突出部間に位置する部位に向けて漸次薄くなっている場合、記録媒体と第２層との摺動面積が漸次変化し、保護層の摺動特性の急激な変化を抑制できる。したがって、この記録ヘッドでは、保護層全体の摺動特性が変動するのをより低減することができ、記録媒体が保護層の表面をほぼ同じ条件で摺動し、記録媒体をより良好に搬送することができる。

本発明の記録ヘッドでは、第１層が、第２層に比べて硬度が高い場合、第２層が削れていき、硬度が高い第１層が徐々に露出していくため、保護層全体の摺動性が変動するのを低減することができるとともに、保護層の摩耗を抑制でき、記録媒体が保護層の表面をほぼ同じ条件で摺動し、記録媒体を良好に長期間搬送することができる。

本発明の記録ヘッドでは、第２層の動摩擦係数が、第１層の動摩擦係数に比べて小さい場合、第２層が削れていき第１層が露出していく過程において、記録媒体と動摩擦係数の小さい第２層との摺動面積が大きく変化することがないため、保護層全体の摺動性が変動するのを低減することができ、記録媒体が保護層の表面をほぼ同じ条件で摺動し、記録媒体を良好に搬送することができる。

本発明の記録装置は、上述の記録ヘッドを備えている。そのため、本発明の記録装置は、上述の記録ヘッドの有する効果を享受することができる。したがって、本発明の記録装置は、記録媒体を良好に搬送することができる。

本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドの概略構成を示す平面図である。 図１に示したサーマルヘッドの要部を拡大した平面図である。 図２のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。 図３に示した保護層の要部をさらに拡大した断面図である。 本発明の記録ヘッドの保護層が摩耗していく状態を説明するための断面図である。 従来の記録ヘッドの保護層が摩耗していく状態を説明するための断面図である。 本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタの概略構成を示す図である。

＜記録ヘッド＞
図１は、本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドＸの概略構成を示す平面図である。

図２は、図１に示したサーマルヘッドＸの要部を拡大した図である。

図３は、図２に示したＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。

サーマルヘッドＸは、基板１０と、蓄熱層２０と、電気抵抗層３０と、導電層４０と、保護層５０と、駆動ＩＣ６０とを含んで構成されている。

基板１０は、蓄熱層２０と、電気抵抗層３０と、導電層４０と、保護層５０と、駆動ＩＣ６０とを支持する機能を有するものである。この基板１０は、平面視において矢印方向Ｄ１，Ｄ２に延びる矩形状に構成されている。

蓄熱層２０は、電気抵抗層３０の後述する発熱素子Ｈにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、蓄熱層２０は、発熱素子Ｈの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高める役割を担うものである。この蓄熱層２０は、基板１０上に位置しており、矢印方向Ｄ１，Ｄ２に延びる帯状に構成されている。また、この蓄熱層２０は、図３に示すように、矢印方向Ｄ１，Ｄ２に直交する矢印方向Ｄ３，Ｄ４における断面形状が略半楕円状に構成されている。

電気抵抗層３０は、複数の発熱素子Ｈとして機能する部位を有するものである。この電気抵抗層３０は、単位長さ当たりの電気抵抗値が導電層４０の単位長さ当たりの電気抵抗値に比べて大きくなるように構成されている。この電気抵抗層３０は、一部が蓄熱層２０上に位置している。本実施形態では、導電層４０から電圧が印加される電気抵抗層３０のうち導体層４０が上に形成されていない部位が発熱素子Ｈとして機能している。この電気抵抗層３０を主として形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料と、ＴａＳｉＯ系材料と、ＴａＳｉＮＯ系材料と、ＴｉＳｉＯ系材料と、ＴｉＳｉＣＯ系材料と、ＮｂＳｉＯ系材料とが挙げられる。

複数の発熱素子Ｈは、電圧印加により発熱するものである。これらの発熱素子Ｈは、導電層４０からの電圧印加による発熱温度が例えば２００［℃］以上５５０［℃］以下の範囲となるように構成されている。これらの発熱素子Ｈは、蓄熱層２０の上に位置しており、矢印方向Ｄ１，Ｄ２に沿って配列されている。本実施形態では、これらの発熱素子Ｈの配列方向がサーマルヘッドＸの主走査方向となる。

導電層４０は、発熱素子Ｈに対して電圧を印加する機能を有するものである。この導電層４０は、電気抵抗層３０上に位置している。また、この導電層４０は、第１導電層４１と、第２導電層４２とを含んで構成されている。導電層４０を主として形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅のいずれか一種の金属またはこれらの合金が挙げられる。本実施形態の導電層４０は、その矢印Ｄ５方向側の表面の表面粗さが大きくなるように構成されている。ここで「表面粗さ」としては、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１：２００１に規定されるＲａをいう。この導電層４０のＲａとしては、例えば５［ｎｍ］以上１０［ｎｍ］以下の範囲が挙げられる。このような導電層４０は、例えば保護層５０の形成時に熱を加えながら成膜することによって形成することができる。

第１導電層４１は、各々の一端部が複数の発熱素子Ｈのそれぞれの一端部に接続されている。第１導電層４１は、各々の他端部が駆動ＩＣ６０に接続されている。この第１導電層４１は、発熱素子Ｈの矢印Ｄ４方向側に位置している。

第２導電層４２は、その端部が複数の発熱素子Ｈの他端部、及び図示しない電源に対して接続されている。この第２導電層４２は、発熱素子Ｈの矢印Ｄ３方向側に位置している。

図４は、図３に示した保護層５０の要部をさらに拡大した断面図である。

保護層５０は、発熱素子Ｈと、第１導電層４１と第２導電層４２とからなる導電層４０とを保護する機能を有するものである。この保護層５０は、発熱素子Ｈと、導電層４０の一部とを覆うように形成されている。保護層５０を主として形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン材料と、ＳｉＣ系材料と、ＳｉＮ系材料と、ＳｉＣＮ系材料と、ＳｉＯＮ系材料と、ＳｉＯＮＣ系材料と、ＳｉＡｌＯＮ系材料と、ＳｉＯ_２系材料と、Ｔａ_２Ｏ_５系材料と、ＴａＳｉＯ系材料と、ＴｉＣ系材料と、ＴｉＮ系材料と、ＴｉＯ_２系材料と、ＴｉＢ_２系材料と、ＡｌＣ系材料と、ＡｌＮ系材料と、Ａｌ_２Ｏ_３系材料と、ＺｎＯ系材料と、Ｂ_４Ｃ系材料と、ＢＮ系材料とが挙げられる。ここで「ダイヤモンドライクカーボン材料」とは、ｓｐ^３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１［原子％］以上１００［原子％］未満の範囲である膜をいう。また、ここで「〜系材料」とは、ＳｉＣ系材料を例に挙げると、Ｓｉ原子と、Ｃ原子とからなる材料であって、化学量論的組成を有する材料は勿論のこと、異なる組成比率を有する材料であってもよい。また、「〜系材料を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して５０［ｗｔ％］以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。本実施形態の保護層５０は、下地層５１と、第１層５２と、第２層５３とを含んで構成されている。

下地層５１は、電気抵抗層３０および導電層４０と、第１層５２および第２層５３との間に介在している。この下地層５１の有する機能としては、例えば電気抵抗層３０および導電層４０を外部から良好に封止する機能と、第１層５２および第２層５３から電気抵抗層３０および導電層４０を絶縁する機能とが挙げられる。ここで「絶縁」とは、電流が実質的に流れなくなる程度をいい、例えば電気抵抗率が１．０×１０^１０［Ω・ｃｍ］以上であることをいう。また、本実施形態の下地層５１は、ＳｉＮ系材料により形成されており、これにより発熱素子Ｈおよび導電層４０を外部から良好に封止している。ここで、「封止」とは、例えば記録媒体などに含まれるＮａイオン等から導電層４０を形成する材料の腐食を低減することを言う。下地層５１の厚みは４．５〜７μｍとされている。

第１層５２は、主として摺動面として機能する役割を担っている。この第１層５２は、第２層５３を形成する材料に比べて耐摩耗性が良好な材料によって形成されている。ここで「耐摩耗性」とは、例えば記録媒体が保護層５０の表面を摺動することによる摩耗に対する耐性を言う。この耐摩耗性の高い材料としては、ダイヤモンドライクカーボン材料、ＳｉＣ、Ｃが挙げられる。この第１層５２は、表面粗さが大きくなるように構成されている。ここで「表面粗さ」としては、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１：２００１に規定されるＲａをいう。この第１層５２のＲａとしては、例えば２５［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下の範囲が挙げられる。

本実施形態の第１層５２は、他の部位に比べて矢印Ｄ５方向に突出する複数の突出部５２１を含んで構成されている。これらの突出部５２１と他の部位との矢印方向Ｄ５，Ｄ６における高低差としては、例えば５０［ｎｍ］以上１［μｍ］以下の範囲が挙げられる。第１層５２の厚みは２〜４．６μｍとされている。

第２層５３は、サーマルヘッドＸの初期摺動面として機能する役割を担っている。この第２層５３は、第１層５２を覆うように構成されている。この第２層５３は、第１層５２を形成する材料に比べて摺動性が良好な材料によって形成されている。ここで「摺動性が良好」とは、例えば記録媒体が保護層５０の表面を摺動する際の動摩擦係数が小さいことをいう。この摺動性の高い材料としては、ＳｉＯＮ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料が挙げられる。これらのＳｉＯＮ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料を第２層５３として採用した場合、第２層５３は、第１層５２に比べて硬度が低くなる。この第２層５３の厚みとしては、例えば１５［ｎｍ］以上１［μｍ］未満の範囲が挙げられる。

本実施形態の第２層５３は、複数の突出部５２１間に位置する部位の上面５３ａが突出部５２１の上面５２１ａより矢印Ｄ６方向に窪むように構成されている。これは、隣接する第１層５２の突出部５２１の頂点に対して接線を引くことにより確認することができる。 また、この第２層５３は、複数の突出部５２１間に位置する部位の厚みＴ_５３ａが突出部５２１上に位置する部位の厚みＴ_５３ｂに比べて薄くなるように構成されている。厚みＴ_５３ｂは上記接線が接する頂点における第２層５３の厚みであり、厚みＴ_５３ａは、上記接線を下方に平行移動させて最も低い位置で接する頂点における第２層の厚みである。

さらに、この第２層５３の厚みは、突出部５２１上に位置する部位から突出部５２１間に位置する部位に向かって漸次薄くなるように構成されている。

駆動ＩＣ６０は、複数の発熱素子Ｈの電力供給状態を制御する機能を有するものである。この駆動ＩＣ６０は、第１導電層４１の他端部に対して電気的に接続されている。このような構成とすることにより、発熱素子Ｈを選択的に発熱させることができる。また、この駆動ＩＣ６０には、外部接続用部材６１が電気的に接続されている。

外部接続用部材６１は、発熱素子Ｈを駆動するための電気信号を供給する機能を有するものである。この外部接続用部材６１としては、例えばフレキシブルケーブルおよびコネクタの組み合わせが挙げられる。

サーマルヘッドＸは、基板１０と、該基板１０上に位置している発熱素子Ｈと、該発熱素子Ｈ上に設けられている保護層５０とを有しており、該保護層５０が、第１層５２と、該第１層５２を覆うように設けられている第２層５３とを含んでおり、第１層５２は、複数の突出部５２１を有しており、複数の突出部５２１間に位置する部位の第２層５３の上面５３ａが突出部５２１の上面５２１ａより窪んでいる。そのため、サーマルヘッドＸでは、記録媒体が保護層５０上を摺動する際に、第２層５３が削れていき第１層５２が露出していく過程において、記録媒体と第２層５３との摺動面積が大きく変化することがなく、保護層５０の摺動特性の変動を低減できる。したがって、サーマルヘッドＸでは、記録媒体が保護層５０の表面をほぼ同じ条件で摺動し、記録媒体を良好に搬送することができる。

図５は保護層５０が摩耗していく状態を説明するもので、使用当初には、図５（ａ）に示すように、記録媒体Ｐが第２層５３の突出部上面に当接し、摺動しており、動摩擦係数が小さく柔らかい第２層５３が記録媒体Ｐの摺動により摩耗し、図５（ｂ）に示すように、硬い第１層５２に当接して摩耗するようになるが、複数の突出部５２１間に位置する第２層５３の上面５３ａが突出部５２１の上面５２１ａより窪んでいるため、この間では、殆ど同じ条件で第２層５３が記録媒体Ｐの摺動により摩耗しており、記録媒体Ｐと第２層５３との摺動面積は大きく変動せず、このため保護層５０上を摺動する記録媒体Ｐの摺動特性は大きく変動しない。

これに対して、複数の突出部５２１間に位置する部位の第２層５３の上面５３ａが、突出部５２１の上面５２１ａより上に位置する場合には、図６（ａ）に示すように、使用当初には、記録媒体Ｐが第２層５３の頂面に当接し、摺動しており、動摩擦係数が小さく柔らかい第２層５３が記録媒体Ｐの摺動により摩耗し、次の段階では、図６（ｂ）に示すように、記録媒体Ｐが第２層５３の全面に当接し、柔らかい第２層のみが摩耗していき、記録媒体Ｐの摺動特性が最大となり、摩耗も大きくなり、次の段階では、図６（ｃ）に示すように、硬い第１層５２に当接し、この第１層５２も摩耗し、記録媒体Ｐの全体が第１層５２と第２層５３に当接し、記録媒体Ｐと第２層５３との摺動面積は大きく変動し、使用当初から保護層の摺動特性の変化が大きくなる。

サーマルヘッドＸにおいて、第２層５３は、突出部５２１上に位置する部位の厚みＴ_５３ｂに比べて突出部５２１間に位置する部位の厚みＴ_５３ａが薄くなっており、突出部５２１上に位置する部位から複数の突出部５２１間に位置する部位に向かって厚みが漸次薄くなっているので、第２層５３が削れていき第１層５２が露出していく過程において、第２層５３上を記録媒体Ｐが摺動する面積が大きくなるのを低減でき、保護層５０の摺動特性の変化をさらに小さくすることができる。

したがって、このサーマルヘッドＸでは、保護層５０全体の摺動特性が変動するのをより低減することができ、保護層５０の表面に記録媒体Ｐを摺動させた場合でも記録媒体をより良好に搬送することができる。

サーマルヘッドＸでは、第１層５２が第２層５３に比べて硬度が高い場合、記録媒体Ｐが保護層５０上を摺動し、第２層５３が削れていき第１層５２が露出していく過程において、保護膜全体の硬度の変動が少ないため、サーマルヘッドＸと記録媒体とのなじみがよくスティッキングを抑制することができるとともに、保護層５０の摩耗を抑制でき、保護層５０の表面に記録媒体を摺動させた場合でも記録媒体Ｐを良好に長期間搬送することができる。

サーマルヘッドＸでは、第２層５３の動摩擦係数が第１層５２の動摩擦係数に比べて小さい場合、第２層５３が削れていき第１層５２が露出していく過程において、記録媒体と動摩擦係数の小さい第２層との摺動面積が大きく変化することがないため、保護層全体の摺動特性が変動するのを低減することができ、保護層５０の表面に記録媒体を摺動させた場合でも記録媒体を良好に搬送することができる。

本発明の記録ヘッドの製法について説明する。

先ず、基板１０上に、蓄熱層２０と、電気抵抗層３０と、導電層４０とを形成し、これに保護層５０を形成する。保護層５０の下地層５１、第１層５２、第２層５３は、特開平２−２２１３６９号公報に開示されたようなスパッタ装置を用いて成膜する。このスパッタ装置は、回転駆動軸にトレーが取り付けられ、このトレーには、回転駆動軸を中心として円周上に基板が取り付け可能に構成されている。このスパッタ装置では、トレーに取り付けられた基板が回転駆動軸を中心に公転するとともに、基板がトレーに対して自転するように構成されている。

保護層５０は、先ず、下地層５１を形成する。下地層５１は、スパッタリング法により、基板１０を回転駆動軸を中心に公転させるとともに自転させながら、スパッタ圧を０．６６〜４Ｐａ（５〜３０ｍＴｏｒｒ）として成膜する。

次に、下地層５１上に第１層５２を形成する。第１層５２は、スパッタリング法により、基板１０を回転駆動軸を中心に公転させるとともに自転させながら、スパッタ圧を０．６６〜４Ｐａ（５〜３０ｍＴｏｒｒ）として成膜する。この第１層５２には、導電層４０の位置に対応する位置に突出部５２１が形成されている。

次に、第１層５２の上面に第２層５３を形成する。第２層５３は、基板１０の公転および自転を停止させ、基板１０を静止させた状態で、かつ、スパッタ圧を０．１３〜０．４Ｐａ（１〜３ｍｔｏｒｒ）と小さくして成膜する。静止させた状態で成膜することにより、基板の一面に対して垂直方向に入射する原子を主とし、またスパッタ圧を低くすることで平均自由工程が長くなるため、斜め方向に入射する原子を抑制でき、これにより、第１層５２の複数の突出部５２１間に位置する部位の第２層５３の上面が、第１層５２の突出部５２１の上面より窪んでいる保護層５０を形成することができる。
＜記録装置＞
図７は、本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタＹの概略構成を示す図である。

サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸと、搬送機構７０と、制御機構８０とを有している。

搬送機構７０は、記録媒体Ｐを矢印Ｄ３方向に搬送しつつ、該記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱素子Ｈ側に押圧する機能を有するものである。この搬送機構７０は、プラテンローラ７１と、搬送ローラ７２，７３，７４，７５とを含んで構成されている。

プラテンローラ７１は、記録媒体Ｐを発熱素子Ｈ側に押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ７１は、発熱素子Ｈ上に位置する保護層５０に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ７１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が３［ｍｍ］以上１５［ｍｍ］以下の範囲のブタジエンゴムにより形成されている。

搬送ローラ７２，７３，７４，７５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ７２，７３，７４，７５は、サーマルヘッドＸの発熱素子Ｈとプラテンローラ７１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッドＸの発熱素子Ｈとプラテンローラ７１との間から記録媒体Ｐを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ７２，７３，７４，７５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ７１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。

制御機構８０は、駆動ＩＣ６０に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構８０は、外部接続用部材６１を介して発熱素子Ｈを選択的に駆動する画像情報を駆動ＩＣ６０に供給する役割を担うものである。

サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸを備えている。そのため、サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸの有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸの保護層５０上に記録媒体Ｐを摺動させても、良好に搬送することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本実施形態では、保護層５０の第２層５３を形成する材料として絶縁性を有する無機物材料を列挙しているが、このような材料に限られるものではなく、金属材料であっても、有機材料であってもよい。

本実施形態では、保護層５０が下地層５１を含んで構成されているが、第１層が絶縁性の膜の場合は、このような構成に限るものでなく、電気抵抗層３０および導電層４０上に第１層５２が形成されていてもよい。第１層が導電性の膜である場合は、隣接する電気抵抗層３０および導電層４０の絶縁を確保するために保護層５０に下地層５１を形成する必要がある。

ヘッド基体として、幅９ｍｍ、長さ１６８ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミナ基板を用いた。この基板の長さ方向には発熱素子列が形成され、それぞれの発熱素子に電気的に接続するアルミニウムからなる回路導体が基板に形成されていた。

この基板に、スパッタ法により、下地層、第１層、第２層からなる３層構造の保護膜を形成した。先ず、スパッタ圧０．６６〜０．９３Ｐａ（５〜７ｍＴｏｒｒ）で、基板を回転駆動軸を中心に公転させながら自転させ、ＳｉＮを４．５μｍ成膜して下地層を形成し、この後、スパッタ圧１．３３〜４Ｐａ（１０〜３０ｍｔｏｒｒ）で、基板を回転駆動軸を中心に公転させながら自転させ、ＳｉＣ（硬度１８００Ｈｖ、動摩擦係数０．３３）を３．０μｍ成膜して第１層を形成し、その後、基板の公転および自転を停止させ、蒸発源の正面に基板を静止させた状態で、スパッタ圧０．１３〜０．４Ｐａ（１〜３ｍｔｏｒｒ）でＳｉＯＮ（硬度１２００Ｈｖ、動摩擦係数０．１５）を成膜して第２層を形成した。動摩擦係数はレスカ製摩擦摩耗試験機ＦＰＲ−２１００（摩擦摩耗試験条件：１００ｇ、５０ｒｐｍ、試料ボールＡｌ_２Ｏ_３）にて測定した。

第１層は、複数の突出部を有しており、第２層は、複数の突出部間に位置する部位の上面が突出部の上面より窪んでいた。第２層は、突出部上に位置する部位の厚みＴ_５３ｂが０．２μｍであったが、複数の突出部間に位置する部位の厚みＴ_５３ａが０．１９μｍであり、第２層の厚みは、突出部上に位置する部位より複数の突出部間に位置する部位が薄くなっていた。

比較例として、上記基板に、スパッタ法により、下地層、第１層、第２層からなる３層構造の保護膜を形成した。先ず、スパッタ圧０．６６〜０．９３Ｐａ（５〜７ｍＴｏｒｒ）で、基板を回転駆動軸を中心に公転させながら自転させ、ＳｉＮを４．５μｍ成膜して下地層を形成し、この後、スパッタ圧１．３３〜４Ｐａ（１０〜３０ｍＴｏｒｒ）で、基板を回転駆動軸を中心に公転させながら自転させ、ＳｉＣ（硬度１８００Ｈｖ、動摩擦係数０．３３）を３．０μｍ成膜して第１層を形成し、その後、スパッタ圧０．６６〜０．９３Ｐａ（５〜７ｍｔｏｒｒ）で、基板を回転駆動軸を中心に公転させながら自転させ、ＳｉＯＮ（硬度１２００Ｈｖ、動摩擦係数０．１５）を成膜して第２層を形成した。

第１層は、複数の突出部を有しており、第２層は、複数の突出部間に位置する部位の上面が第１層の突出部の上面より上に位置していた。第２層は、突出部上に位置する部位の厚みＴ_５３ａが０．２μｍであり、複数の突出部間に位置する部位の厚みＴ_５３ａも０．２μｍであった。

この後、基板に駆動ＩＣを搭載し、外部接続用部材を接着し、これに放熱体を取り付け、サーマルヘッドを作製した。作製したサーマルヘッドを実機に搭載し、走行距離６ｋｍの走行試験を行い、スティッキングの有無を確認し、その結果を表１に記載した。

スティッキングは、全黒印字の際に副走査方向に白抜けが発生した時をスティッキング有りと判断し、表中に×と記載した。

この表１から、本発明の保護層の場合には、走行距離６ｋｍでもスティッキングは発生しなかったのに対して、比較例の保護層では、２ｋｍ走行時にスティッキングが発生することがわかる。

Ｘ サーマルヘッド
Ｙ サーマルプリンタ
１０ 基板
２０ 蓄熱層
３０ 電気抵抗層
４０ 導電層
４１ 第１導電層
４２ 第２導電層
５０ 保護層
５１ 下地層
５２ 第１層
５２１ 突出部
５３ 第２層
６０ 駆動ＩＣ
６１ 外部接続用部材
７０ 搬送機構
７１ プラテンローラ
７２，７３，７４，７５ 搬送ローラ
８０ 駆動機構
Ｐ 記録媒体
Ｈ 発熱素子

Claims (5)

1. 基板と、
   該基板上に位置している発熱素子と、
   該発熱素子上に設けられている保護層とを有しており、
   該保護層は、第１層と、該第１層を覆うように設けられている第２層とを含んでおり、
   前記第１層は複数の突出部を有しており、
   前記第２層は、前記複数の突出部間に位置する部位の上面が前記突出部の上面より窪んでいるとともに、前記第２層の厚みは、前記突出部上に位置する部位より前記突出部間に位置する部位が薄いことを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記第２層の厚みは、前記突出部上に位置する部位から前記複数の突出部間に位置する部位に向けて漸次薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記第１層は、前記第２層に比べて硬度が高いことを特徴する請求項１または２に記載の記録ヘッド。
4. 前記第２層は、動摩擦係数が前記第１層の動摩擦係数に比べて小さいことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の記録ヘッド。
5. 請求項１乃至４のうちいずれかに記載の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送部とを備えることを特徴とする記録装置。

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