JP6643207B2 - 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、発熱部および電極を覆う保護層とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１には、低窒化チタン（Ｔｉ_２Ｎ）層と、低窒化チタン層よりも窒化率の高い高窒化チタン（ＴｉＮ）層とを積層して保護層を形成することが記載されている。

特開２００９−１２６１１７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を覆う保護層と、を備える。また、前記保護層は、第１結晶により構成された第１層と、前記第１層と同じ材料により形成されており、第２結晶により構成された第２層とを有している。また、前記第１結晶の厚み方向の結晶格子の長さが、面方向の結晶格子の長さより長い。また、前記第２結晶の前記厚み方向の結晶格子の長さが、前記面方向の結晶格子の長さより短い。

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ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 サーマルヘッドの発熱部の近傍を拡大して示す断面図である。 （ａ）は第１層を形成する第１結晶の結晶構造を示す模式図、（ｂ）は第２層を形成する第２結晶の結晶構造を示す模式図である。 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の発熱部の近傍を拡大して示す断面図である。 第３の実施形態に係るサーマルヘッドの発熱部の近傍を拡大して示す断面図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。同一の部材を示す複数の図面同士においても、形状等を誇張するために、寸法比率等は互いに一致していないことがある。

第２実施形態以降において、既に説明した実施形態の構成と同一又は類似する構成については、既に説明した実施形態の構成に付した符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。既に説明した実施形態の構成に対応する（類似する）構成について、既に説明した実施形態の構成とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、既に説明した実施形態の構成と同様である。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１およびサーマルプリンタＺ１について図１〜６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。また、図４，５には厚み方向Ｄ１および面方向Ｄ２を図示しており、後述する図７，８においても同様である。

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Ｐ（図６参照）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Ｐ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２６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２６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ＩＣ１
１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２６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２６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いる。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おり、コネクタピン８の一部は第２封止部材１２ｂから露出している。

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、基板７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、第１結晶１６および第２結晶１８について詳細に説明する。なお、図５では、模式的にＴｉ原子およびＮ原子を黒丸で示しており、第１結晶１６および第２結晶１８の結晶構造の概略を示している。

保護層２５は、第１層２５ａおよび第２層２５ｂを有している。第２層２５ｂ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。第１層２５ａは、第２層２５ｂ上に設けられている。

第１層２５ａは、互いにほぼ直交する三軸を有する結晶である第１結晶１６により形成されている。第１結晶１６の、厚み方向Ｄ１の結晶格子の長さを「長さａ１」、面方向Ｄ２の結晶格子の長さを「長さｂ１」、奥行き方向の結晶格子の長さを「長さｃ１」として説明する。なお、厚み方向Ｄ１とは、保護層２５の厚み方向であり、基板７を平らな場所に載置したときの鉛直方向である。面方向Ｄ２とは厚み方向Ｄ１に直交する方向であり、基板７を平らな場所に載置したときの水平方向である。

第１結晶１６は、直方晶系の結晶構造をなしており、長さａ１と長さｂ１と長さｃ１とが異なる長さとなっている。より具体的には、第１結晶１６は、Ｎａ−Ｃｌ型の結晶構造をなしている。

第１結晶１６は、長さａ１が長さｂ１よりも長くなっており、結晶格子が縦長の構造になっている。長さａ１は、少なくとも長さｂ１よりも長ければよく、長さｂ１の１．０１％以上であることが好ましい。また、長さｃ１は、長さａ１および長さｂ１よりも短くなっている。

第１層２５ａは、無機材料により形成されており、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ，ＳｉＯ_２、ＴｉＮ、あるいはＴｉＣＮにより形成することができる。第１層２５ａ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。

第２層２５ｂは、第１層２５ａと同じ材料により形成されている。それにより、第２層２５ｂの物性値を第１層２５ａの物性値に近づけることができ、第１層２５ａと第２層２５ｂとの密着性が向上し、第１層２５ａと第２層２５ｂとが剥離しにくくなる。

また、第２層２５ｂは、互いにほぼ直交する三軸を有する結晶である第２結晶１８により形成されている。第２結晶１８の、厚み方向Ｄ１の結晶格子の長さを「長さａ２」、面方向Ｄ２の結晶格子の長さを「長さｂ２」、奥行き方向の結晶格子の長さを「長さｃ２」として説明する。

第２結晶１８は、直方晶系の結晶構造をなしており、長さａ２と長さｂ２と長さｃ２とが異なる長さとなっている。より具体的には、第２結晶１８は、Ｎａ−Ｃｌ型の結晶構造をなしている。

第２結晶１８は、長さａ２が長さｂ２よりも短くなっており、結晶格子が横長の構造になっている。長さａ２は、少なくとも長さｂ２よりも短ければよく、長さｂ２の９８％以下であることが好ましい。また、長さｃ２は、長さａ２および長さｂ２よりも短くなっている。

第２層２５ｂは、第１層２５ａと同じ無機材料により形成されており、第１層２５ａと同様な方法により形成することができる。

第１層２５ａの厚みは、例えば、２〜５μｍとすることができ、第２層２５ｂの厚みは、例えば、２〜５μｍとすることができる。

ここで、保護層２５は、記録媒体Ｐ（図６参照）と接触するために、高硬度を有することが要求される。そのため、例えば、高硬度な材料で保護層２５を形成すると保護層２５の内部応力が高くなり、保護層２５の内部、あるいは保護層２５と基板７との界面において、保護層２５が剥離する場合がある。

そして、保護層２５の内部、あるいは保護層２５と基板７との界面に緩衝層を形成すると内部応力は小さくできるものの、組成の異なるものが積層されることとなり、保護層２５の密着力が低下する場合がある。

これに対して、保護層２５は、長さａ１が長さｂ１よりも長い第１結晶１６を有する第１層２５ａと、第１層２５ａと同じ材料により形成されており、長さａ２が長さｂ２よりも短い第２結晶１８を有する第２層２５ｂとを有している。

そのため、硬度の高い第１層２５ａにより保護層２５の硬度を保持しつつ、硬度の低い第２層２５ｂにより保護層２５の密着性を高めることができる。その結果、保護層２５の耐摩耗性を向上させるとともに、基板７から剥離しにくい保護層２５とすることができる。

すなわち、第１層２５ａは、第１結晶１６により形成されているため、第１層２５ａの面方向Ｄ２に多くの第１結晶１６を配置することができる。そのため、第１層２５ａの表面を緻密にすることができ、第１層２５ａの硬度を高めることができる。

また、第２層２５ｂは、第２結晶１６により形成されているため、第２層２５ｂの面方向Ｄ２に配置される第２結晶１８を少なくすることができる。そのため、第２層２５ｂの表面にあらわれる第２結晶１８が少なくなり、その結果、第２層２５ｂの内部応力が小さくなる。それゆえ、保護層２５が基板７から剥離しにくくなる。

そして、第１層２５ａおよび第２層２５ｂが、同じ材料により形成されていることから、第１層２５ａおよび第２層２５ｂの密着力が低下しにくくなる。その結果、保護層２５の内部から剥離が生じにくくなる。

このように、保護層２５の硬度および密着性を保持しつつ、保護層２５の内部応力を小さくできることから、保護層２５の内部応力による基板７の反りを低減することができる。その結果、サーマルヘッドＸ１の平坦性を保持することができ、印画ムラが生じにくいサーマルヘッドＸ１とすることができる。

また、第２層２５ｂの長さａ２に対する長さｂ２の比（ｂ２／ａ２）が、第１層２５ａの長さｂ１に対する長さａ１の比（ａ１／ｂ１）よりも大きい。そのため、第２層２５ｂの内部応力の低減率を、第１層２５ａの硬度の上昇率よりも大きくすることができる。すなわち、第１層２５ａの硬度が高くなる影響よりも、第２層２５ｂの内部応力を緩和する影響を大きくすることができる。その結果、保護層２５が基板７から剥離しにくくすることができる。

第１結晶１６および第２結晶の結晶格子のそれぞれの長さは、例えば、極微電子線回折法（ＮＢＤ：Ｎａｎｏ Ｂｅａｍ ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）により測定することができる。その際に、電子線入射方位は（００１）面とする。

また、保護層２５が、窒化チタン（ＴｉＮ）により形成されている。そのため、保護層２５と基板７との密着性を向上させることができる。ＴｉＮの内部には引張応力が生じており、圧縮応力が生じると保護層２５が剥離しやすくなるが、第２層２５ｂには引張応力が生じているため、圧縮応力を緩和することができ、保護層２５と基板７との密着性を向上させることができる。

保護層２５は、例えば以下の方法により作製することができる。

パターニングされた基板７を、保護層２５を形成する領域以外をマスキングした状態でイオンプレーティング装置に投入する。次に、基板バイアス値を−５０Ｖ印圧した状態でイオンプレーティング法により第２層２５ｂを成膜する。次に、基板バイアス値を−５００Ｖに下降させてイオンプレーティング法により第１層２５ａを成膜する。これにより、保護層２５を形成することができる。

なお、基板バイアス値を変更して第１層２５ａおよび第２層２５ｂを作製した例を示したがこれに限定されるものではない。基板電流を変更して保護層２５を作製してもよい。例えば、基板電流値を０．１Ａ流した状態で第２層２５ｂを成膜し、基板電流値を０．５Ａに上昇させて第１層２５ａを成膜してもよい。

なお、第１結晶１６および第２結晶１８が、直方晶系であり、Ｎａ−Ｃｌ型の結晶構造をなしている例を示したがこれに限定されるものではない。第１結晶１６および第２結晶１８は他の結晶系でもよく、Ｎａ−Ｃｌ型の結晶構造をなしていなくてもよい。

例えば、三斜晶系、単斜晶系、正方晶系、あるいは立方晶系であってもよい。いずれの場合であっても、第１結晶１６において、長さａ１が長さｂ１よりも長くなっていれば、結晶格子が縦長の構造になるとともに、第２結晶１８において、長さａ２が長さｂ２よりも短くなっていれば、結晶格子が横長の構造になる。

その結果、第１層２５ａの面方向Ｄ２の第１結晶１６の数を多くすることができるとともに、第２層２５ｂの面方向Ｄ２の第２結晶１８の数を少なくすることができる。そのため、第１層２５ａの硬度を高めるとともに、第２層２５ｂの内部応力を緩和することができ、保護層２５の剥離を生じにくくすることができる。

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＞
第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２は、図７に示すように、保護層１２５が複数の層の積層構造体になっている点が、サーマルヘッドＸ１と異なっている。

保護層１２５は、複数の第１層１２５ａと、第２層１２５ｂとを有している。第２層１２５ｂは、サーマルヘッドＸ１の第２層２５ｂ（図４参照）と同様のため説明を省略する。

第１層１２５ａは、基板７上に設けられた第１層１２５ａ１と、保護層２５の基板７とは反対側に設けられた部分に位置する第１層１２５ａ２とを有している。そして、第１層１２５ａ１と第１層１２５ａ２との間に第２層１２５ｂが設けられている。

そのため、第２層１２５ｂが、第１層１２５ａ１，１２５ａ２間の緩衝層として機能することとなり、保護層１２５の内部に剥離が生じにくくなる。そして、第１層１２５ａと第２層１２５ｂとが同じ材料により形成されているため、第１層１２５ａと第２層１２５ｂとの物性値を近づけることができ、第１層１２５ａと第２層１２５ｂとの密着性が低下しにくくなる。その結果、保護層１２５の剥離を生じにくくすることができる。

第１層１２５ａ２は、保護層１２５の基板７とは反対側の部分に位置している。言い換えると、第１層１２５ａ２が、保護層１２５の基板７とは反対側の表面を形成している。そのため、硬度の高い第１層１２５ａ２が、記録媒体Ｐ（図６参照）と接触することとなる。その結果、保護層１２５の摩耗量を小さくすることができ、耐久性の向上したサーマルヘッドＸ２とすることができる。

第１層１２５ａ２の長さｂ１に対する長さａ１の比が、第１層１２５ａ１の長さｂ１に対する長さａ１の比よりも大きいと、第１層１２５ａ２の面方向Ｄ２に配置される第１結晶１６（図５参照）の数を、第１層１２５ａ１の面方向Ｄ２に配置される第１結晶１６の
数よりも多くすることができる。それにより、サーマルヘッドＸ２の耐久性をさらに向上させることができる。

サーマルヘッドＸ２は、例えば、以下の方法により形成することができる。

パターニングされた基板７を、保護層１２５を形成する領域以外をマスキングした状態でイオンプレーティング装置に投入する。次に、基板バイアス値を−５００Ｖ印圧したイオンプレーティング法により第１層１２５ａ１を成膜する。次に、基板バイアス値を−５０Ｖに上昇させた状態でイオンプレーティング法により第２層１２５ｂを成膜する。次に、基板バイアス値を−５００Ｖに下降させてイオンプレーティング法により第１層１２５ａ２を成膜する。これにより、保護層１２５を形成することができる。

なお、第１層１２５ａ２の基板バイアス値は、第１層１２５ａ１の基板バイアス値よりも高くもよい。それにより、表面に設けられた第１層１２５ａ２の硬度を向上させることができ、耐摩耗性の向上したサーマルヘッドＸ２とすることができる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係るサーマルヘッドＸ３は、図８に示すように、絶縁層３２を備える点でサーマルヘッドＸ１と異なっている。

絶縁層３２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３２の厚みは、例えば、０．１〜１０μｍとすることができる。絶縁層３２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３２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。イオンプレーティング法により形成する場合は、保護層２５と連続して形成することができる。

絶縁層３２が、保護層２５と基板７との間に設けられている。それにより、保護層２５を介して発熱部９同士が短絡する可能性を低減することができる。

また、第２層２５ｂが、絶縁層３２上に設けられている。それにより、異種材料からなる絶縁層３２と保護層２５との密着性を高めることができる。すなわち、第２層２５ｂは、第２結晶１８（図５参照）により形成されているため、第１層２５ａに比べて内部応力が低く、異種材料間により生じる物性値の違いによって生じた応力を緩和することができる。その結果、絶縁層３２と保護層２５とが剥離しにくくなる。

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
Ｄ１ 厚み方向
Ｄ２ 面方向
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 第１結晶
ａ１ 第１結晶の厚み方向の結晶格子の長さ
ｂ１ 第１結晶の面方向の結晶格子の長さ
ｃ１ 第１結晶の奥行き方向の結晶格子の長さ
１７ 共通電極（電極）
１８ 第２結晶
ａ２ 第２結晶の厚み方向の結晶格子の長さ
ｂ２ 第２結晶の面方向の結晶格子の長さ
ｃ２ 第２結晶の奥行き方向の結晶格子の長さ
１９ 個別電極（電極）
２５，１２５ 保護層
２５ａ，１２５ａ 第１層
２５ｂ，１２５ｂ 第２層
３２ 絶縁層

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を覆う保護層と、を備え、
   前記保護層は、第１結晶により構成された第１層と、前記第１層と同じ材料により形成されており、第２結晶により構成された第２層とを有しており、
   前記第１結晶の厚み方向の結晶格子の長さが、面方向の結晶格子の長さより長く、
   前記第２結晶の前記厚み方向の結晶格子の長さが、前記面方向の結晶格子の長さより短いことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記第２層の前記厚み方向の結晶格子の長さに対する前記面方向の結晶格子の長さの比が、前記第１層の前記面方向の結晶格子の長さに対する前記厚み方向の結晶格子の長さの比よりも大きい、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記保護層が、窒化チタンにより形成されている、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記保護層は、前記第１層を複数有しており、
   前記第２層が、複数の前記第１層の間に設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記第１層が、前記保護層の前記基板とは反対側の部分に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
6. 前記基板と前記保護層との間に絶縁層が設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
7. 前記第２層が、前記絶縁層上に設けられている、請求項６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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