JPWO2016104479A1 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ Download PDF

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Abstract

【課題】 封止性の向上したサーマルヘッドを提供する。【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、隆起部１３ａを有する蓄熱層１３と、隆起部１３ａ上に設けられた発熱部９と、発熱部９上に設けられた保護層２５と、保護層２５上に設けられた被覆層２７とを備え、被覆層２７は、隆起部１３ａに対して間をあけて配置された第１部位２７ａと、隆起部１３ａと第１部位２７ａとの間に配置された第２部位２７ｂとを有しており、第２部位２７ｂの基板７からの高さが、第１部位２７ａの基板７からの高さよりも低いことにより、サーマルヘッドＸ１の封止性を向上させることができる。【選択図】 図５

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、隆起部を有する蓄熱層と、隆起部上に設けられた発熱部と、発熱部上に設けられた保護層と、保護層上に設けられた被覆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）。
特開平０７−１９５７１９号公報
しかしながら、上記に記載のサーマルヘッドは、被覆層が隆起部と離れて形成されており、いまだ封止性が低いという問題がある。
一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた、隆起部を有する蓄熱層と、前記隆起部上に設けられた発熱部と、前記発熱部上に設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた被覆層とを備えている。また、前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第１部位と、前記隆起部と前記第１部位との間に配置された第２部位とを有している。また、前記第２部位の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低い。
一実施形態に係る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、前記発熱部上に向けて前記記録媒体を押圧する押圧機構とを備える。
本発明によれば、サーマルヘッドの封止性を向上させることができる。
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を示す平面図である。 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 第１の実施形態に係るサーマルヘッドを構成するコネクタ近傍を拡大して示しており、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図である。 第１の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 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し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第３の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第４の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第５の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。
＜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を一点鎖線にて概略的に示している。また、図４では封止部材１２が設けられる領域を破線で示している。
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おり、基板７が載置される台部１ａを有している。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、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。
接着部材１４は、放熱体１の台部１ａの上面に配置されており、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、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。
以下、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の台部１ａ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、一方の長辺７ａと、他方の長辺７ｂと、一方の短辺７ｃと、他方の短辺７ｄと、側面７ｅと、第１主面７ｆと、第２主面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主面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主面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主面７ｆには、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た隆起部１３ａを備えている。隆起部１３ａは、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をなしている。また、隆起部１３ａは、印画する記録媒体Ｐ（図７参照）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。隆起部１３ａは、基板７からの高さが１５〜９０μｍで設けられることが好ましい。
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の上面および蓄熱層１３の上面に設けられており、電気抵抗層１５上には、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、隆起部１３ａ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，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の一方の長辺７ａに沿って延びている。副配線部１７ｂは、基板７の一方の短辺７ｃおよび他方の短辺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の他方の長辺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とにより取り囲むように配置されており、広い面積を有している。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の他方の長辺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おり、コネクタ３１に接続する際は、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、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、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、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主面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、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはダイヤモンドライクカーボン等を用いて形成することができ、保護層２５を単層で構成してもよいし、これらの層を積層して構成してもよい。このような保護層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。
コネクタ３１とヘッド基体３とは、コネクタピン８、導電性接合材２３、および封止部材１２により固定されている。導電性接合材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接着剤等を例示することができる。なお、導電性接合材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、導電性接合剤２３は必ずしも設けなくてもよい。この場合、クリップ式のコネクタピン８を用いて、コネクタピン８で基板７を挟持することにより、接続端子２とコネクタピン８とを直接電気的に接続すればよい。
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。
コネクタピン８は導電性を有する部材により形成されており、金属あるいは合金により形成されている。ハウジング１０は、絶縁性の部材により形成することができ、例えば、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などの樹脂材料により形成することができる。
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主面７ｆ上に位置しており、第２封止部材１２ｂは基板７の第２主面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。
図５を用いて被覆層２７について詳細に説明する。なお、図５は、記録媒体Ｐの搬送状態を示しており、図５においては、プラテンローラ、電気抵抗層、各種電極の図示を省略して示している。なお、図７〜１０においても同様である。また、図５（ｂ）においては、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓを図示しており、図７〜１０においても同様である。
被覆層２７は、第１部位２７ａと第２部位２７ｂとを有しており、保護層２５上に設けられている。第２部位２７ｂは、第１部位２７ａよりも厚みが薄くなっている。被覆層２７は、下方に設けられた発熱部９および各種電極を封止する機能を有している。
第１部位２７ａは、平面視して、隆起部１３ａと間（隙間１６）をあけて互いに離間されるように配置されており、基板７上の略全域にわたって形成されている。より具体的には、第１部位２７ａは、隆起部１３ａと基板７の一方の長辺７ａとの間に、主走査方向に延びるように設けられている。また、第１部位２７ａは、隆起部１３ａと基板７の他方の長辺７ｂとの間にも、主走査方向に延びるように設けられている。隆起部１３ａと基板７の他方の長辺７ｂとの間に設けられた第１部位２７ａには、駆動ＩＣ１１が配置される開口と、コネクタピン８が配置される開口が設けられている。
第１部位２７ａは、基板７上に設けられた各部材を保護する機能を有している。また、第１部位２７ａは、搬送される記録媒体Ｐ（図５（ｂ）参照）との接触から、基板７上に設けられた各部材を保護する機能を有している。
そのため、第１部位２７ａは、厚みが１０〜３０μｍであることが好ましい。厚みが１０μｍ以上であることにより、耐腐食性を向上させることができる。また、厚みが３０μｍ以下であることにより、記録媒体Ｐの搬送を阻害しにくくなる。
第１部位２７ａは、耐腐食性、耐摩耗性の機能を有する必要があり、例えば、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。エポキシ系樹脂材料としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、あるいはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を用いることができる。
第２部位２７ｂは、第１部位２７ａから連続して形成されており、第１部位２７ａと、隆起部１３ａとの間に設けられている。そのため、第２部位２７ｂは、隙間１６上に配置されている。図５には示されていないが、第２部位２７ｂは、主走査方向に延びるように設けられている。第２部位２７ｂは、第１部位２７ａと隆起部１３ａとの間の隙間１６に設けられた保護層２５を封止しており、保護層２５の内部に形成された発熱部９および各種電極を封止している。
第２部位２７ｂは、第１部位２７ａよりも厚みが薄く形成されており、第２部位２７ｂの厚みは、０．０１〜１μｍとすることができる。第２部位２７ｂの厚みが０，０１μｍ以上であることにより、サーマルヘッドＸ１の封止性を高めることができる、第２部位２７ｂの厚みが１μｍ以下であることにより、記録媒体Ｐの搬送を阻害しにくくなる。
第２部位２７ｂは、耐腐食性の機能を有する必要があり、例えば、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。エポキシ系樹脂材料としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等を用いることができる。
ここで、サーマルヘッドは、基板上に設けられた各部材を、保護層、被覆層、ハードコート、あるいは封止部材により被覆しており、各部材が腐食しないように構成されている。被覆層は、外部環境に対する耐腐食性が高く、サーマルヘッドの封止性を向上させるためには、被覆層を発熱部の近傍にまで形成することが好ましい。
しかしながら、被覆層を発熱部の近傍にまで形成すると、発熱部上に位置するプラテンローラが、被覆層に接触してしまうことにより、プラテンローラの押圧力が分散してしまい、記録媒体Ｐへの印画に影響を与える可能性がある。そのため、記録媒体が発熱部上を搬送されるように、隆起部と所定の間をあけて形成する必要がある。
その結果、隆起部と被覆層との所定の間には、保護層のみが形成されることとなり、保護層にピンホール等の欠陥があると、基板上に設けられた各部材が外部と連通することとなり、サーマルヘッドの封止性が悪くなる問題がある。それにより、基板上に設けられた各部材が腐食するおそれがある。
これに対して、被覆層２７は、隆起部１３ａに対して間（隙間１６）をあけて配置された第１部位２７ａと、隆起部１３ａと第１部位２７ａとの間に配置された第２部位２７ｂとを有しており、第２部位２７ｂの基板７からの高さが、第１部位２７ａの基板７からの高さよりも低くなっている。
そのため、被覆層２７の第２部位２７ｂで封止することができるとともに、図５（ｂ）に示すように、第１部位２７ａにより記録媒体Ｐが持ちあげられることとなり、記録媒体Ｐと第２部位２７ｂとが接触しにくい構成となる。
その結果、第２部位２７ｂにより隙間１６を封止しつつ、第１部位２７ａにより第２部位２７ｂの摩耗を抑制することができ、サーマルヘッドＸ１の封止性を向上させることができる。
なお、第１部位２７ａの基板７からの高さとは、第１部位２７ａのうち最も基板７からの高さが高い部位であり、第２部位２７ｂの基板７からの高さとは、第２部位２７ｂのうち最も基板７からの高さが高い部位である。これらの基板７からの高さは、例えば、表面粗さ計を用いて測定することができる。また、サーマルヘッドＸ１を厚み方向に切断し、切断面を測定することにより、基板７からの高さを測定することもできる。
また、第２部位２７ｂの厚みが、第１部位２７ａの厚みよりも薄いことから、第２部位２７ｂが隙間１６を埋めるように配置されたとしても、記録媒体Ｐと第２部位２７ｂとが接触しにくい構成となる。その結果、サーマルヘッドＸ１の封止性を向上させることができる。
また、第１部位２７ａと第２部位２７ｂとが同じ材料系により形成されることが好ましい。それにより、第１部位２７ａと第２部位２７ｂとの接続状態が良好になるとともに、第２部位２７ｂの樹脂材料として保護層２５を形成するセラミックス材料に濡れ性が高い樹脂材料を選択することにより、サーマルヘッドＸ１の封止性を向上させることができる。
また、第２部位２７ｂと記録媒体Ｐとが接触した場合においても、第１部位２７ａと第２部位２７ｂとが同じ材料系により形成されているため、記録媒体Ｐに対する摩擦係数が、第１部位２７ａおよび第２部位２７ｂで略同等となり、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。
具体的には、第１部位２７ａは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の複合体により形成されており、第２部位２７ｂは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂により形成されていることが好ましい。それにより、サーマルヘッドＸ１の封止性を向上させることができる。
また、第１部位２７ａは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の複合体により形成されており、第２部位２７ｂは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂により形成されていることにより、第２部位２７ｂの電気抵抗値は、第１部位２７ａの電気抵抗値２７ｂよりも高くなる。そのため、発熱部９の近くに配置された第２部位２７ｂに電流が流れにくい構成となり、サーマルヘッドＸ１の絶縁性を向上させることができる。
なお、第１部位２７ａおよび第２部位２７ｂの電気抵抗値は、抵抗測定器を用いて単位長さ当たりの電気抵抗値を測定することにより計測することができる。
また、第１部位２７ａおよび第２部位２７ｂはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含んでおり、第２部位２７ｂにおけるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の含有率が、第１部位２７ａにおけるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の含有率よりも多いことにより、第２部位２７ｂの耐熱性および耐摩耗性を向上させることができる。それにより、サーマルヘッドＸ１の耐久性を向上させることができる。
なお、上記の場合、第１部位２７ａと第２部位２７ｂとは、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の有無により区別することができ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂がある部位を第１部位２７ａ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂がない部位を第２部位２７ｂとすることができる。
被覆層２７は、例えば、以下の方法により形成することができる。
第１部位２７ａを形成するために、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、およびイミダゾールを混合して第１部位２７ａ用樹脂を作製する。また、第２部位２７ｂを形成するために、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびイミダゾールを混合して第２部位２７ｂ用樹脂を作製する。
次に、印刷により第１部位２７ａ用樹脂を基板７に塗布する。その際に、隆起部１３ａと隙間１６が生じるように第１部位２７ａ用樹脂を塗布する。
次に、隆起部１３ａと第１部位２７ａ用樹脂との間に、第２部位２７ｂ用樹脂を塗布する。第２部位２７ｂ用樹脂は、隙間１６を封止するように、スクリーン印刷、あるはディスペンサ等によって塗布する。
また、第１部位２７ａ用樹脂と第２部位２７ｂ用樹脂とを混合させた状態で塗布し、被覆層２７を形成してもよい。この場合、第１部位２７ａ用樹脂と第２部位２７ｂ用樹脂との混合樹脂を、塗布し、塗布後に所定時間放置した後に硬化させることにより、形成することができる。
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。
図６に示すように、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、押圧機構であるプラテンローラ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、図６に示すように、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。
なお、押圧機構としてプラテンローラ５０を用いて説明したが、プラテンローラ５０以外のものを用いてもよい。
＜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、被覆層１２７が、サーマルヘッドＸ１の被覆層２７と異なっている。
被覆層１２７は、第１部位２７ａと、第２部位１２７ｂと、第３部位１２７ｃとを有しており、保護層２５上に設けられている。第３部位１２７ｃは、隆起部１３ａ上に設けられており、第２部位１２７ｂと一体的に形成されている。
第３部位１２７ｃは、第２部位１２７ｂから連続して形成されており、隆起部１３ａ上に設けられている。そのため、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃにより、隆起部１３ａの縁を封止している。
第３部位１２７ｃは、第２部位１２７ｂと同様に、第１部位２７ａよりも厚みが薄く形成されており、第３部位１２７ｃの厚みは、０．０１〜１μｍとすることができる。第３部位１２７ｃは、第２部位１２７ｂと同様に、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。
被覆層１２７は、隆起部１３ａ上に配置された第３部位１２７ｃを備えている。そのため、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃが、隆起部１３ａと基板７との境界近傍である隆起部１３ａの縁を覆うような構成となる。それにより、隙間１６の封止性を向上させることができる。
特に、隆起部１３ａが上方へ向けて隆起していることから、隙間１６のうち隆起部１３ａと基板７との境界近傍では、被覆層２７の封止性が低くなりやすい。しかしながら、サーマルヘッドＸ２は、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃにより隙間１６の封止性を確保することができる。
また、サーマルヘッドＸ２は、第３部位１２７ｃの基板７からの高さが、第１部位２７ａの基板７からの高さよりも低い構成を有している。そのため、記録媒体Ｐが第１部位２７ａにより支えられ、発熱部９上に搬送されることとなり、記録媒体Ｐが、第３部位１２７ｃとが接触する可能性を低減することができ、記録媒体Ｐにキズが生じる可能性を低減することができる。
さらに、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃの厚みが、第１部位２７ａの厚みよりも薄いことから、発熱部９が発熱した熱が、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃを通じて第１部位２７ａに伝わることを抑制することができる。
また、第３部位１２７ｃが、隆起部１３ａのうち、発熱部９上以外の領域に設けられている。すなわち、第３部位１２７ｃは、発熱部９上に設けられていない構成となっている。そのため、発熱部９により発熱した熱が、第３部位１２７ｃを通らずに、保護膜２５を介して記録媒体Ｐに伝わることとなる。その結果、サーマルヘッドＸ２の印画効率が低下する可能性を低減することができる。
第３部位１２７ｃは、第２部位１２７ｂと同時に形成することができる。すなわち、第１部位２７ａ用樹脂を隙間１６が形成されるように塗布し、続いて、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃ用樹脂を第１部位１２７ｃから、隆起部１３ａ上まで形成されるように塗布することにより、形成することができる。
なお、第３部位１２７ｃの基板７からの高さとは、第３部位１２７ｃのうち最も基板７からの高さが高い部位であり、表面粗さ計を用いて測定することができる。
＜第３の実施形態＞
図８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、被覆層２２７の構成が、サーマルヘッドＸ１の被覆層２７と異なっている。
被覆層２２７は、第１部位２７ａと、第２部位２２７ｂと、第３部位２２７ｃとを有しており、保護層２５上に設けられている。第１部位２７ａは、隆起部１３ａ側に角部２２７ｄを有している。第２部位２２７ｂは、第１部位２７ａと隆起部１３ａとの間の隙間１６に設けられている。第３部位２２７ｃは、隆起部１３ａ上に設けられており、隆起部１３ａの全域にわたって設けられている。
第３部位２２７ｃは、隆起部１３ａの全域にわたって設けられていることから、隆起部１３ａに位置する保護層２５の全域にわたって設けられることとなる。そのため、保護層２５にピンホールが生じた場合においても、第３部位２２７ｃによって保護層２５を封止することができる。それにより、保護層２５により封止された発熱部９および各種電極が腐食する可能性を低減することができる。
また、第３部位２２７ｃの算術表面粗さ（Ｒａ）が、第２部位２２７ｂの算術表面粗さ（Ｒａ）よりも小さくなっている。それにより、第３部位２２７ｃと記録媒体Ｐとが接触した場合においても、記録媒体Ｐにキズが生じる可能性を低減することができる。また、第２部位２２７ｂは、第１部位２７ａよりも高さが低いことにより、記録媒体Ｐと接触する可能性が低くなっている。
また、第２部位２２７ｂは、表面粗さの粗い基板７上である隙間１６に形成されているため、第２部位２２７ｂと基板７との密着力を向上させることができる。そのため、隙間１６の封止性を向上することができる。
また、第３部位２２７ｃの基板７からの高さが、第１部位２７ａの基板７からの高さよりも高くなっている。その場合においても、記録媒体Ｐが、第１部位２７ａの角部２２７ｄにより発熱部９に向けて搬送されることとなり、記録媒体Ｐの搬送において、第１部位２７ａ１と第３部位２２７ｃとの摩擦力が略等しくなるために、記録媒体Ｐがスムーズに搬送されることによりスティッキングを抑制できるとともに、記録媒体Ｐにキズが生じる可能性を低減することができる。
なお、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓの下流側に位置する第１部位２７ａの基板７からの高さが、第３部位２２７ｃの基板７からの高さよりも低くなっていてもよい。その場合、発熱部９から搬送された記録媒体Ｐが、搬送方向Ｓの下流側に位置する第１部位２７ａの角部２２７ｄに接触しにくい構成となり、記録媒体Ｐをスムーズに搬送することができる。
＜第４の実施形態＞
図９を用いてサーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、被覆層３２７がサーマルヘッドＸ３の被覆層２２７と構成が異なっている。
被覆層３２７は、第１部位３２７ａと、第２部位２２７ｂと、第３部位２２７ｃとを有しており、保護層２５上に設けられている。隆起部１３ａの基板７からの高さは、第１部位３２７ａの基板７からの高さよりも低くなるように形成されている。それゆえ、第３部位２２７ｃの基板７からの高さは、第１部位３２７ａの基板７からの高さよりも低くなるように形成されている。
サーマルヘッドＸ４は、隆起部１３ａの基板７からの高さが、第１部位３２７ａの基板７からの高さよりも低くなるように構成されている。そのため、搬送された記録媒体Ｐは、図９に示すように搬送されることとなる。すなわち、記録媒体Ｐは、基板７からの高さの高い第１部位３２７ａに接触した後、第３部位２２７ｃに接触することとなる。
その結果、第２部位２２７ｂが、記録媒体Ｐと接触する可能性をさらに低減することができる。それにより、サーマルヘッドＸ４の封止性をさらに向上させることができる。
＜第５の実施形態＞
図１０を用いてサーマルヘッドＸ５について説明する。サーマルヘッドＸ５は、被覆層４２７がサーマルヘッドＸ２の被覆層１２７と構成が異なっている。
被覆層４２７は、第１部位４２７ａと、第２部位１２７ｂと、第３部位１２７ｃとを有しており、保護層２５上に設けられている。そして、第１部位４２７ａは、内部にフィラー１８を含有しており、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは、内部にフィラー１８を含有していない。
フィラー１８は、第１部位２７ａの耐摩耗性を向上させるために含有されており、重量％で２５〜３５重量％含有されている。フィラーとしては、シリカ、アルミナ、ガラス、タルク、クレー、あるいはマイカを例示することができる。
サーマルヘッドＸ５は、被覆層４２７は、樹脂で形成されており、第１部位４２７ａはフィラー１８を含有しており、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃはフィラー１８を含有していない構成を有している。それにより、フィラー１８を含有している第１部位４２７ａは、耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の向上したサーマルヘッドＸ５とすることができる。
また、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは、フィラー１８を含有していないことから、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃと、記録媒体Ｐとが接触した場合においても、フィラー１８と記録媒体Ｐとが接触することなく、記録媒体Ｐにキズが生じる可能性を低減することができる。
また、第１部位４２７ａは、内部に顔料２０を含有しており、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは、内部に顔料２０を含有していない。
顔料２０は、第１部位２７ａの視認性を向上させるために含有されており、重量％で０．１〜１０重量％含有されている。
サーマルヘッドＸ５では、被覆層４２７は、樹脂で形成されており、第１部位４２７ａは顔料２０を含有しており、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは顔料２０を含有していない構成を有している。それにより、顔料２０を含有している第１部位４２７ａは、耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の向上したサーマルヘッドＸ５とすることができる。
また、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは、顔料２０を含有していないことから、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃと、記録媒体Ｐとが接触した場合においても、顔料２０と記録媒体Ｐとが接触することなく、記録媒体Ｐにキズが生じる可能性を低減することができる。
また、第１部位４２７ａは、サーマルヘッドＸ５の基板７上の多くの領域に塗布されるため塗布量の調整が難しいが、第１部位４２７ａが顔料２０を含有することにより、第１部位４２７ａの視認性が向上し、サーマルヘッドＸ５を精度よく製造することができる。
これに対して、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは、第１部位４２７ａと隆起部１３ａとの間に位置する隙間１６および隆起部１３ａ上に設けられればよく、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃが塗布される範囲は狭くなっている。そのため、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃの塗布量の調整は容易であり、視認せずとも第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃの塗布状態を管理することができる。それゆえ、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃは顔料２０を含有する必要がない。
なお、図１０のサーマルヘッドＸ５では、第１部位４２７ａが、フィラー１８および顔料２０を含有する例を示したが、第１部位４２７ａが、フィラー１８のみ含有していてもよく、顔料２０のみ含有していてもよい。
また、図１０では、第２部位１２７ｂおよび第３部位１２７ｃが、フィラー１８および顔料２０を含有しない例を示したが、第２部位１２７ｂまたは第３部位１２７ｃが、フィラー１８および顔料２０を含有しない場合であってもよい。
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。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〜Ｘ５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〜Ｘ５を組み合わせてもよい。
例えば、サーマルヘッドＸ１では、発熱部９の記録媒体Ｐの搬送方向Ｓの上流側および下流側に、被覆層２７を設けた例を示したが、搬送方向Ｓの上流側にのみ被覆層２７を設けてもよく、搬送方向Ｓの下流側にのみ被覆層２７を設けてもよい。また、搬送方向Ｓの上流側および下流側に被覆層２７を設けた場合においても、いずれか一方のみに第１〜第５の実施形態を適応してもよく、上流側および下流側に設けられた被覆層２７のそれぞれに、異なる実施形態を適用してもよい。
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主面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（不図示）を形成してもよい。
また、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〜Ｘ５ 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
７ 基板
９ 発熱部
１１ 駆動ＩＣ
１２ 封止部材
１３ 蓄熱層
１３ａ 隆起部
１４ 接着部材
２５ 保護層
２７，１２７，２２７，３２７，４２７ 被覆層
２７ａ，３２７ａ，４２７ａ 第１部位
２７ｂ，１２７ｂ，２２７ｂ， 第２部位
１２７ｃ，２２７ｃ， 第３部位
３１ コネクタ
一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた、隆起部を有する蓄熱層と、前記隆起部上に設けられた発熱部と、前記発熱部上に設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた被覆層とを備えている。また、前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第１部位と、前記隆起部と前記第１部位との間に配置された第２部位とを有している。また、前記第２部位の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低い。また、前記第３部位の算術表面粗さ（Ｒａ）が、前記第２部位の算術表面粗さ（Ｒａ）よりも小さい。
一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた、隆起部を有する蓄熱層と、前記隆起部上に設けられた発熱部と、前記発熱部上に設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた被覆層とを備えている。また、前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第１部位と、前記隆起部と前記第１部位との間に配置された第２部位と、前記隆起部上に配置された第３部位とを有している。また、前記第２部位の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低い。また、前記第３部位の算術表面粗さ（Ｒａ）が、前記第２部位の算術表面粗さ（Ｒａ）よりも小さい。

Claims (12)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられた、隆起部を有する蓄熱層と、
    前記隆起部上に設けられた発熱部と、
    前記発熱部上に設けられた保護層と、
    前記保護層上に設けられた被覆層とを備え、
    前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第１部位と、
    前記隆起部と前記第１部位との間に配置された第２部位とを有しており、
    前記第２部位の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低いサーマルヘッド。
  2. 前記第２部位の厚みが、前記第１部位の厚みよりも薄い、請求項１に記載のサーマルヘッド。
  3. 前記被覆層は、前記隆起部上に配置された第３部位を備える、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
  4. 前記第３部位の算術表面粗さ（Ｒａ）が、前記第２部位の算術表面粗さ（Ｒａ）よりも小さい、請求項３に記載のサーマルヘッド。
  5. 前記第３部位の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低い、請求項３または４に記載のサーマルヘッド。
  6. 前記隆起部の前記基板からの高さが、前記第１部位の前記基板からの高さよりも低い、請求項１〜５のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  7. 前記第３部位は、前記隆起部のうち、前記発熱部上以外の領域に設けられている、請求項３〜６のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  8. 前記被覆層は、樹脂で形成されており、
    前記第１部位はフィラーを含有し、前記第２部位はフィラーを含有しない、請求項１〜７のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  9. 前記被覆層は、樹脂で形成されており、
    前記第１部位は顔料を含有し、前記第２部位は顔料を含有しない、請求項１〜７のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  10. 前記第２部位の電気抵抗値は、前記第１部位の電気抵抗値よりも高い、請求項１〜９のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  11. 前記第１部位および前記第２部位はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含んでおり、
    前記第２部位における前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の含有率が、前記第１部位における前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の含有率よりも多い、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
  12. 請求項１〜１１のうちいずれか１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、
    前記発熱部上に向けて前記記録媒体を押圧する押圧機構とを備えるサーマルプリンタ。
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