WO2017170800A1 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

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WO2017170800A1
WO2017170800A1 PCT/JP2017/013121 JP2017013121W WO2017170800A1 WO 2017170800 A1 WO2017170800 A1 WO 2017170800A1 JP 2017013121 W JP2017013121 W JP 2017013121W WO 2017170800 A1 WO2017170800 A1 WO 2017170800A1
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layer
thermal head
electrode
recess
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English (en)
French (fr)
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祐樹 松▲崎▼
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a thermal head and a thermal printer.
  • thermal heads have been proposed as a printing device such as a facsimile or a video printer.
  • a thermal head in which a heating layer provided on a substrate and a part of a protective layer for protecting an electrode are covered with a resin layer.
  • Patent Documents 1 and 2 Is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a thermal head includes a substrate, a heat generating portion, an electrode, a protective layer, and a coating layer made of a resin material.
  • the heat generating part is located on the substrate.
  • the electrode is located on the substrate and connected to the heat generating part.
  • the protective layer is located on the heat generating part and the electrode.
  • the covering layer is located on the electrode and the protective layer.
  • the protective layer has an opening in the upper surface and has a recess extending along the thickness direction of the protective layer.
  • the recess includes an inner wall having a plurality of irregularities, and the resin material is disposed inside the recess.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the thermal head according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the thermal head shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the thermal printer according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram schematically illustrating a thermal head according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an outline of a thermal head according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an outline of a thermal head according to the third embodiment.
  • FIG. 8A is a diagram showing an outline of a thermal head according to the fourth embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating an outline of a thermal head according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an outline of a thermal head according to the fifth embodiment.
  • a conventional thermal head has a protective layer that is protected from a heat generating part or an electrode to be protected due to, for example, a difference in thermal expansion coefficient between adjacent electrodes and a protective layer or a decrease in adhesion between the protective layer and the resin layer. There was a concern of peeling.
  • a protective layer having a concave portion having a plurality of concaves and convexes formed on the inner wall is provided, and a resin material is disposed inside the concave portion, thereby suppressing peeling of the protective layer. can do.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the thermal head according to the first embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 1 includes a head substrate 3, a heat radiating plate 90, an adhesive member 14, a connector 31, and a sealing member 12.
  • the head base 3 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is placed on the heat sink 90 via the adhesive member 14.
  • Each member constituting the thermal head 1 is provided on the substrate 7 of the head base 3.
  • the head base 3 heats the heat generating portion 9 by applying a voltage according to an electric signal supplied from the outside via the connector 31 and prints on the recording medium.
  • the members constituting the thermal head 1 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3, and the recording medium will be described later with reference to FIG.
  • the connector 31 is joined to the head base 3 by the sealing member 12 and electrically connects the outside and the head base 3.
  • the adhesive member 14 bonds the head base 3 and the heat sink 90.
  • the heat radiating plate 90 has a rectangular parallelepiped shape and is provided to radiate heat from the head base 3.
  • the heat radiating plate 90 is made of, for example, a metal material such as copper, iron, or aluminum, and has a function of radiating heat that does not contribute to printing out of heat generated in the heat generating portion 9 of the head base 3.
  • FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the thermal head 1 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the thermal head 1 includes a substrate 7, a heat storage layer 13, a thick film electrode 16, a resistance layer 15, a common electrode 17, an individual electrode 19, a first connection electrode 21, a ground electrode 4, a connection terminal 2, a second connection electrode 26, and a drive.
  • the IC 11, the resin layer 18, the hard coat 29, the insulating layer 30, the protective layer 25, and the coating layer 27 are further provided. 2, illustration of the sealing member 12, the protective layer 25, and the coating layer 27 is omitted.
  • the substrate 7 has a rectangular shape in plan view, and includes a first long side 7a, a second long side 7b, a first short side 7c, a second short side 7d, a side surface 7e, a first surface 7f, and a second surface. 7g.
  • the substrate 7 is made of, for example, an electrically insulating material such as alumina ceramic or a semiconductor material such as single crystal silicon.
  • the first surface 7 f may be referred to as “upper surface” and the second surface 7 g may be referred to as “lower surface”.
  • the first surface 7f side may be referred to as “upper” or “upper”
  • the second surface 7g side may be referred to as “lower” or “lower”.
  • a connector 31 is provided on the side surface 7 e of the substrate 7.
  • the connector 31 is fixed to the side surface 7e by the connector pin 8, the bonding material 23, and the sealing member 12.
  • the bonding material 23 has conductivity, and is disposed between the connection terminal 2 and the connector pin 8.
  • solder an anisotropic conductive paste, or the like is used. Can be illustrated.
  • a plating layer (not shown) made of Ni, Au, or Pd may be provided between the bonding material 23 and the connection terminal 2. Note that the bonding material 23 is not necessarily provided.
  • the connector 31 includes a plurality of connector pins 8 and a housing 10 that houses the plurality of connector pins 8. One of the plurality of connector pins 8 is exposed to the outside of the housing 10, and the other is accommodated inside the housing 10.
  • the plurality of connector pins 8 are electrically connected to the connection terminals 2 of the head base 3 and are electrically connected to various electrodes of the head base 3.
  • the sealing member 12 has a first sealing member 12a and a second sealing member 12b.
  • the first sealing member 12 a is located on the first surface 7 f side of the substrate 7, and the second sealing member 12 b is located on the second surface 7 g side of the substrate 7.
  • the 1st sealing member 12a is provided so that the connector pin 8 and various electrodes may be sealed, and the 2nd sealing member 12b is sealed so that the contact part of the connector pin 8 and the board
  • the sealing member 12 is provided so that the connection terminal 2 and the connector pin 8 are not exposed to the outside.
  • the sealing member 12 can be made of, for example, an epoxy thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a visible light curable resin.
  • the 1st sealing member 12a and the 2nd sealing member 12b may be comprised with the same material, and may be comprised with another material.
  • the adhesive member 14 is disposed on the heat sink 90 and joins the second surface 7g of the substrate 7 and the heat sink 90.
  • Examples of the adhesive member 14 include a double-sided tape or a resin adhesive.
  • the heat storage layer 13 is provided on the first surface 7 f of the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 extends along the main scanning direction.
  • the cross-sectional shape of the heat storage layer 13 is a substantially semi-elliptical shape, and protrudes upward from the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 is preferably provided with a height of 15 to 90 ⁇ m from the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 is made of a material such as glass having low thermal conductivity, and has a function of temporarily storing a part of heat generated in the heat generating portion 9. Therefore, the heat storage layer 13 can shorten the time required to raise the temperature of the heat generating portion 9. As a result, the thermal head 1 functions to improve the thermal response characteristics.
  • the heat storage layer 13 is formed, for example, by applying a predetermined glass paste obtained by mixing a glass powder with an appropriate organic solvent onto the upper surface of the substrate 7 by screen printing or the like, and baking it.
  • the thick film electrode 16 is provided on the upper surface side of the substrate 7.
  • the thick film electrode 16 is disposed along the first long side 7a of the substrate 7 so as to extend in the main scanning direction.
  • the thick film electrode 16 increases the electric capacity of the common electrode 17 provided above.
  • the resistance layer 15 is provided on the substrate 7 and the heat storage layer 13 so as to cover the thick film electrode 16.
  • Various electrodes constituting the head substrate 3 are provided on the resistance layer 15.
  • the resistance layer 15 is patterned in the same shape as various electrodes constituting the head substrate 3. Between the common electrode 17 and the individual electrode 19, there is an exposed region where the resistance layer 15 is exposed. Such an exposed region constitutes each element of the heat generating portion 9.
  • a plurality of elements constituting the heat generating portion 9 are arranged on the heat storage layer 13 along the longitudinal direction of the substrate 7.
  • the heat generating portion 9 is arranged with a predetermined distance from the first short side 7c and the second short side 7d along the short side among the sides of the first surface 7f of the substrate 7.
  • the heat generating unit 9 generates heat according to an electric signal supplied from the outside, and has a function of thermally transferring ink of an ink sheet (not shown) to a recording medium (not shown).
  • the plurality of elements constituting the heat generating portion 9 are arranged with a density of 100 dpi to 2400 dpi (dot per inch), for example. Note that the arrangement of the resistance layer 15 constituting the heat generating portion 9 is not limited to that shown in the figure, and may be provided only between the common electrode 17 and the individual electrode 19, for example.
  • the heat generating part 9 includes, for example, a TaN-based, TaSiO-based, TaSiNO-based, TiSiO-based, TiSiCO-based, or NbSiO-based resistive layer 15 having a relatively high electrical resistance, a common electrode 17 made of metal such as Al or Cu, and individual electrodes. And the electrode 19. When a voltage is applied to the resistance layer 15 disposed between the common electrode 17 and the individual electrode 19, the resistance layer 15 generates heat due to Joule heating.
  • the common electrode 17 includes main wiring portions 17a and 17d, a sub wiring portion 17b, and a lead portion 17c.
  • the common electrode 17 electrically connects a plurality of elements constituting the heat generating portion 9 and the connector 31.
  • the main wiring portion 17 a extends along the first long side 7 a of the substrate 7 and is provided on the thick film electrode 16.
  • the main wiring portion 17a and the thick film electrode 16 are electrically connected via the resistance layer 15.
  • the sub wiring part 17b extends along each of the first short side 7c and the second short side 7d of the substrate 7.
  • the lead portion 17c individually extends from the main wiring portion 17a toward each of a plurality of elements constituting the heat generating portion 9.
  • the main wiring portion 17 d extends along the second long side 7 b of the substrate 7.
  • the individual electrode 19 is electrically connected between the heat generating part 9 and the drive IC 11.
  • the elements constituting the heat generating part 9 are divided into a plurality of groups, and the individual electrode 19 includes each element of the heat generating part 9 constituting each group and a drive IC 11 corresponding to each group. Electrically connected.
  • the drive IC 11 will be described later.
  • the first connection electrode 21 electrically connects the drive IC 11 and the connector 31.
  • a plurality of first connection electrodes 21 are connected to each of the drive ICs 11, and each of the first connection electrodes 21 is composed of one or a plurality of wirings having different functions.
  • the ground electrode 4 is surrounded by the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the main wiring portion 17 d of the common electrode 17.
  • the ground electrode 4 is held at a ground potential of 0 to 1V.
  • connection terminal 2 is provided on the second long side 7 b side of the substrate 7 and connects the common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, the ground electrode 4 and the connector 31.
  • the connection terminal 2 is provided so as to correspond to the connector pin 8, and when the connector 31 is connected, the connector pin 8 and the connection terminal 2 are connected so as to be electrically independent from each other.
  • the second connection electrode 26 electrically connects adjacent drive ICs 11.
  • the second connection electrodes 26 are provided so as to correspond to the first connection electrodes 21 and transmit various signals to the adjacent drive ICs 11.
  • the resistance layer 15 and various electrodes can be formed as follows, for example.
  • the materials constituting each are sequentially laminated on the heat storage layer 13 by a thin film forming technique such as sputtering.
  • the laminate is provided by processing it into a predetermined pattern using a conventionally known photoetching or the like.
  • the various electrodes are electrically connected to the heat generating portion 9 and the thick film electrode 16, and the thickness thereof can be set to, for example, 0.1 to 1 ⁇ m.
  • the drive IC 11 is disposed on the first surface 7f side of the substrate 7, for example.
  • the plurality of drive ICs 11 are arranged along the arrangement direction of the heat generating units 9 so as to correspond to the respective elements of the heat generating units 9 assigned to the drive ICs 11.
  • the drive IC 11 is connected to the other end of the individual electrode 19 and one end of the first connection electrode 21, and individually generates heat in each element of the heat generating unit 9 according to an electric signal supplied from the outside. Electric power is supplied to the heating unit 9.
  • a switching member having a plurality of switching elements inside can be used.
  • the resin layer 18 is provided on the main wiring portion 17 a of the common electrode 17.
  • the resin layer 18 is provided so as to cover the thick film electrode 16 in a plan view, and the level difference caused by the thick film electrode 16 is smoothed.
  • the hard coat 29 is sealed in a state in which the driving IC 11 is connected to the individual electrode 19, the second connection electrode 26, and the first connection electrode 21.
  • a resin material such as an epoxy resin or a silicone resin is used. be able to.
  • the insulating layer 30 is provided so as to be adjacent to a protective layer 25 described later and covers a part of the individual electrode 19. More specifically, the insulating layer 30 is provided closer to the second long side 7 b of the substrate 7 than the protective layer 25.
  • the insulating layer 30 is provided so as to extend along the main scanning direction, and is provided between the sub-wiring portion 17b near the first short side 7c and the sub-wiring portion 17b near the second short side 7d. Yes.
  • the insulating layer 30 is, for example, a resin such as polyimide or silicone resin, and can be produced by printing or application of a resin material by a dispenser.
  • the thickness of the insulating layer 30 can be set to 10 to 30 ⁇ m, for example.
  • the insulating layer 30 is not limited to resin, and may be, for example, printed and baked glass.
  • the protective layer 25 is a member that is disposed on the heat storage layer 13 formed on the upper surface of the substrate 7 and covers the heat generating portion 9, the insulating layer 30, the common electrode 17, and the individual electrode 19. More specifically, the protective layer 25 is provided so as to cover a part of the individual electrode 19 from the edge of the substrate 7, that is, the first long side 7a, the first short side 7c, and the second short side 7d of the substrate 7. Yes.
  • the end of the protective layer 25 on the side surface 7 e side is disposed on the insulating layer 30.
  • the protective layer 25 has a laminated structure including a first protective layer 25a and a second protective layer 25b.
  • the first protective layer 25a covers the main wiring part 17a, a part of the sub wiring part 17b, the lead part 17c, the heat generating part 9, the insulating layer 30, and a part of the individual electrode 19.
  • the first protective layer 25a protects the area covered with the heat generating portion 9, the common electrode 17 and the individual electrode 19 from corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the atmosphere or wear due to contact with the recording medium to be printed.
  • the second protective layer 25b is provided on the first protective layer 25a.
  • the second protective layer 25b is made of a material having higher wear resistance than the first protective layer 25a, and protects the heat generating portion 9 from wear due to contact with a recording medium to be printed, for example.
  • the covering layer 27 is provided on the substrate 7 so as to partially cover the common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the protective layer 25.
  • the covering layer 27 protects the covered region from oxidation due to contact with the atmosphere or corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the atmosphere. Further, the covering layer 27 comes into contact with the protective layer 25 so as to cover the end portion of the protective layer 25, so that the protective layer 25 is peeled off from the protection target such as the heat generating portion 9 and various electrodes. Suppresses the occurrence.
  • the covering layer 27 is made of, for example, a resin material such as an epoxy resin, a polyimide resin, or a silicone resin. Any of these resin materials has fluidity before being cured to form the coating layer 27.
  • the covering layer 27 is formed with an opening (not shown) for exposing the individual electrode 19 connected to the drive IC 11 and the first connection electrode 21. These wirings are connected to the drive IC 11 through the opening.
  • the drive IC 11 is sealed with a hard coat 29 while being connected to the individual electrode 19 and the first connection electrode 21. This protects the drive IC 11 or the connection between the drive IC 11 and these electrodes.
  • the hard coat 29 is formed of a resin such as an epoxy resin or a silicone resin.
  • FIG. 4 is a partial enlarged view focusing on the shape of the protective layer 25 disposed on the insulating layer 30 in the thermal head 1 shown in FIG. 4 corresponds to an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 3, but the illustration of the individual electrode 19 arranged below the insulating layer 30 is omitted in FIG. 4.
  • the thermal head 1 includes a protective layer 25 provided on the insulating layer 30 and a coating layer 27 provided on the protective layer 25.
  • the protective layer 25 includes a first protective layer 25a provided on the insulating layer 30 and a second protective layer 25b provided on the first protective layer 25a.
  • the first protective layer 25a has a first recess 25a1 penetrating along the thickness direction.
  • the thickness of the first protective layer 25a can be set to 3 to 12 ⁇ m, for example.
  • the first recess 25a1 includes an inner wall 25a2 having a plurality of irregularities.
  • “a plurality of irregularities” means, for example, a part of the inner wall 25a2 of the first recess 25a1 along the surface direction of the first protective layer 25a so that the shape of the first recess 25a1 in plan view is intermittently different. It has two or more parts that are raised or depressed.
  • the degree to which the inner wall 25a2 rises or sinks in the surface direction of the first protective layer 25a with respect to the end of the inner wall 25a2, that is, the opening of the first recess 25a1 on the second protective layer 25b side is, for example, about 1 to 100 nm. This value is defined as “size of unevenness”.
  • the shape and size of the first recess 25a1 opening on the surface of the first protective layer 25a may be the same between the surface side facing the second protective layer 25b and the surface side facing the insulating layer 30. It may be different as shown in FIG. Further, the average opening diameter of the first recess 25a1 is not limited, but may be 0.5 to 1.75 ⁇ m, for example.
  • the “average opening diameter” refers to a median diameter (d50) obtained based on the pore distribution when the first concave portion 25a1 is approximated by a cylinder, using a mercury intrusion method.
  • the second protective layer 25b has a second concave portion 25b1 that communicates with the first concave portion 25a1 and penetrates along the thickness direction of the second protective layer 25b.
  • the thickness of the second protective layer 25b can be set to 2 to 15 ⁇ m, for example.
  • the second recess 25b1 includes an inner wall 25b2 having a plurality of irregularities.
  • the size of the opening in the second recess 25b1 and the size of the unevenness of the inner wall 25b2 can be, for example, the same as the size of the opening in the first recess 25a1 and the size of the unevenness of the inner wall 25a2, but not necessarily the first recess 25a1. It doesn't have to be the same.
  • the first protective layer 25a can be made of, for example, SiN, SiO 2 , SiON or the like.
  • the second protective layer 25b can be made of, for example, TiN, TiCN, SiC, SiON, SiN, TaN, or TaSiO.
  • a protective layer 25 may be cited in which the first protective layer 25a is made of SiN and the second protective layer 25b is made of TiN.
  • first protective layer 25a and the second protective layer 25b can be respectively produced by, for example, an ion plating method using an electron gun or a sputtering method. Further, the first recess 25a1 and the second recess 25b1 can be manufactured by etching. The plurality of irregularities on the inner walls 25a2 and 25b2 can be produced by etching.
  • the covering layer 27 is disposed so as to wrap around the ends of the first protective layer 25a and the second protective layer 25b, and is sandwiched between the covering layer 27 and the insulating layer 30.
  • the protective layer 25b is supported.
  • the covering layer 27 covers the second protective layer 25b so as to close the second recess 25b1.
  • the resin material constituting the coating layer 27 has fluidity before curing.
  • the filling layer 28 filled with the resin material having the same composition as the coating layer 27 is formed in the second recess 25b1 and the first recess 25a1.
  • the filling layer 28 reaches the surface of the insulating layer 30 from the covering layer 27, and the first protective layer 25a and the second protective layer 25b are disposed so as to be sandwiched between the covering layer 27 and the insulating layer 30. Can be further adhered.
  • the plurality of irregularities of the inner walls 25a2 and 25b2 of the first concave portion 25a1 and the second concave portion 25b1 and the filling layer 28 cooperate with each other to detach the filling layer 28 from the first concave portion 25a1 and the second concave portion 25b1. Can be suppressed. Therefore, according to the thermal head 1 which concerns on 1st Embodiment, peeling of the protective layer 25 can be suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the thermal printer 100 according to the first embodiment.
  • the thermal printer 100 shown in FIG. 5 includes the thermal head 1 described above, a transport mechanism 40, a platen roller 50, a power supply device 60, and a control device 70.
  • the thermal head 1 is attached to an attachment surface 80 a of an attachment member 80 provided in a housing (not shown) of the thermal printer 100.
  • the thermal head 1 is attached to the attachment member 80 along the main scanning direction orthogonal to the transport direction S.
  • the transport mechanism 40 includes a drive unit (not shown) and transport rollers 43, 45, 47, and 49.
  • the transport mechanism 40 is disposed on the protective layer 25 disposed on the heat generating portion 9 of the thermal head 1 so that the recording medium P such as thermal paper or image receiving paper to which ink is transferred is along the transport direction S indicated by the arrow.
  • Transport The drive unit has a function of driving the transport rollers 43, 45, 47, and 49, and for example, a motor can be used.
  • the transport rollers 43, 45, 47, 49 are, for example, cylindrical shaft bodies 43a, 45a, 47a, 49a made of metal such as stainless steel, and elastic members 43b, 45b, 47b, made of butadiene rubber or the like. 49b.
  • an ink film may be transported together with the recording medium P between the recording medium P and the heat generating portion 9 of the thermal head 1.
  • the platen roller 50 has a function of pressing the recording medium P onto the protective layer 25 located on the heat generating portion 9 of the thermal head 1.
  • the platen roller 50 is disposed so as to extend along the main scanning direction, and both ends thereof are supported and fixed so as to be rotatable in a state where the recording medium P is pressed onto the heat generating portion 9.
  • the platen roller 50 may be, for example, a cylindrical shaft body 50a made of a metal such as stainless steel covered with an elastic member 50b made of butadiene rubber or the like.
  • the power supply device 60 has a function of supplying a current for causing the heat generating portion 9 of the thermal head 1 to generate heat and a current for operating the driving IC 11 as described above.
  • the control device 70 has a function of supplying a control signal for controlling the operation of the drive IC 11 to the drive IC 11 in order to selectively heat the heat generating portion 9 of the thermal head 1 as described above.
  • the thermal printer 100 presses the recording medium P onto the heat generating portion 9 of the thermal head 1 with the platen roller 50 and conveys the recording medium P onto the heat generating portion 9 with the transport mechanism 40 while the power supply device 60 and the control device 70.
  • the heating section 9 is selectively heated to perform predetermined printing on the recording medium P.
  • the recording medium P is an image receiving paper or the like
  • printing is performed on the recording medium P by thermally transferring ink of an ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P to the recording medium P.
  • FIG. 6A is a diagram schematically illustrating the thermal head 1 according to the second embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 6A corresponds to an enlarged view of the same part as the thermal head 1 according to the first embodiment shown in FIG. The same applies to the thermal head 1 according to another embodiment unless otherwise specified.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 6A is the thermal head 1 according to the first embodiment except that, of the first recess 25a1 and the second recess 25b1, only the second recess 25b1 has an inner wall 25b2 having a plurality of recesses and projections. It has the same configuration.
  • the filling layer 28 formed of a resin material that easily reaches the surface of the insulating layer 30 from the covering layer 27 includes a first protective layer 25a and a first protective layer 25a arranged so as to be sandwiched between the covering layer 27 and the insulating layer 30. 2
  • the protective layer 25b can be further adhered.
  • the plurality of projections and depressions of the inner wall 25b2 of the second recess 25b1 and the filling layer 28 cooperate to suppress detachment of the filling layer 28 from the first recess 25a1 and the second recess 25b1. Therefore, according to the thermal head 1 according to the second embodiment, peeling of the protective layer 25 can be suppressed.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an outline of a thermal head 1 according to a modification of the second embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 6B is the thermal head 1 according to the first embodiment except that, of the first recess 25a1 and the second recess 25b1, only the first recess 25a1 has an inner wall 25a2 having a plurality of recesses and projections. It has the same configuration.
  • the first recess 25a1 disposed at a location far from the coating layer 27 as compared with the second recess 25b1 has an inner wall 25a2 having a plurality of irregularities.
  • the filling layer 28 formed of the resin material filled from the covering layer 27 to the surface of the insulating layer 30 is arranged so as to be sandwiched between the covering layer 27 and the insulating layer 30.
  • the second protective layer 25b can be further adhered.
  • the plurality of projections and depressions on the inner wall 25a2 of the first recess 25a1 and the filling layer 28 cooperate to suppress the detachment of the filling layer 28 from the first recess 25a1 and the second recess 25b1. Therefore, according to the thermal head 1 which concerns on the modification of 2nd Embodiment, peeling of the protective layer 25 can be suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the thermal head 1 according to the third embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 7 has the same configuration as the thermal head 1 according to the first embodiment, except that the first recess 25a1 does not penetrate the first protective layer 25a.
  • the first recess 25a1 extends along the thickness direction of the first protective layer 25a and opens on the upper surface. Therefore, the second recess 25b1 and the first recess 25a1 communicate with each other, and the filling layer 28 formed of the resin material filled from the coating layer 27 to the bottom surface of the first recess 25a1 includes the first protective layer 25a and the first protection layer 25a.
  • the first protective layer 25a and the second protective layer 25b can be firmly adhered together with the covering layer 27 arranged so as to go around the outside of the second protective layer 25b.
  • the plurality of irregularities of the inner walls 25a2 and 25b2 of the first concave portion 25a1 and the second concave portion 25b1 and the filling layer 28 cooperate with each other to suppress the detachment of the filling layer 28 from the first concave portion 25a1 and the second concave portion 25b1. Can be made. Therefore, according to the thermal head 1 according to the third embodiment, peeling of the protective layer 25 can be suppressed.
  • the thermal head 1 since the first recess 25a1 does not communicate with the surface of the insulating layer 30, the insulating layer 30 may not be disposed.
  • FIG. 8A is a diagram showing an outline of the thermal head 1 according to the fourth embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 8A corresponds to an enlarged view of the same part as the thermal head 1 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 8A has the same configuration as the thermal head 1 according to the first embodiment except that the protective layer 25 is composed of a single layer.
  • the protective layer 25 includes an inner wall 252 having a plurality of projections and depressions, and has a recess 251 penetrating along the thickness direction.
  • a plurality of concave portions 251 provided on the inner wall 252 and having a plurality of projections and depressions are provided, whereby a plurality of coating layers 27, filling layers 28, and a plurality of portions provided on the inner wall 252 are provided.
  • the unevenness can cooperate to suppress the peeling of the protective layer 25.
  • FIG. 8B is a diagram showing an outline of a thermal head 1 according to a modification of the fourth embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 8B has the same configuration as the thermal head 1 according to the fourth embodiment, except that the recess 251 does not penetrate the protective layer 25.
  • the coating layer 27, the filling layer 28, and the inner wall 252 are provided by including the concave portions 251 having a plurality of projections and depressions provided on the inner wall 252. Further, the plurality of irregularities cooperate to suppress the peeling of the protective layer 25.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the thermal head 1 according to the fifth embodiment.
  • the thermal head 1 shown in FIG. 9 has the same configuration as the thermal head 1 according to the first embodiment except that the shape of the second protective layer 25b and the arrangement of the covering layer 27 are different.
  • the second protective layer 25 b includes a first region R 1 that is a region covered with the coating layer 27 and a second region R 2 that is a region not covered with the coating layer 27.
  • the first region R1 disposed at the end of the substrate 7 on the side surface 7e side has a thickness of the second protective layer 25b smaller than that of the second region R2, and the second recess 25b1 is provided in the first region R1. .
  • the covering layer 27 is disposed so as to cover the second recess 25b1 and can suppress the peeling of the protective layer 25 similarly to the thermal head 1 according to the other embodiments described above. Moreover, since the coating layer 27 is disposed only in the first region R1, the height from the substrate 7 to the upper surface of the coating layer 27 can be kept low. Therefore, according to the thermal printer 100 including the thermal head 1 according to the fifth embodiment, for example, peeling of the coating layer 27 due to contact with the recording medium P and accompanying peeling of the protective layer 25 can be suppressed.
  • the “end portion” of the second protective layer 25 b is, for example, an end face of the second protective layer 25 b by a length of about 10% with respect to the total length of the second protective layer 25 b extending in the short direction of the substrate 7.
  • the thickness t of the second protective layer 25b in the first region R1 can be set to 1 ⁇ m or less, for example.
  • the thickness of the second protective layer 25b changes at the boundary X between the first region R1 and the second region R2.
  • the second protective layer 25b is inclined from the boundary X toward the end surface Y. You may comprise so that the thickness of the protective layer 25b may change in steps.
  • a thin film head having a thin heat generating portion 9 is illustrated by forming the resistance layer 15 as a thin film.
  • the present invention is not limited to this.
  • a thick film head having a heat generating portion 9 may be applied by forming a thick resistive layer 15.
  • planar head in which the heat generating portion 9 is formed on the first surface 7 f of the substrate 7 has been described as an example, but an end surface head in which the heat generating portion 9 is provided on the end surface of the substrate 7 may be used.
  • the sealing member 12 may be formed of the same material as the hard coat 29 that covers the drive IC 11. In that case, when the hard coat 29 is printed, the hard coat 29 and the sealing member 12 may be formed at the same time by printing also in the region where the sealing member 12 is formed.
  • the recesses 25a1 and 25b1 formed in the protective layers 25a and 25b are described as having the filling layer 28 made of a filled resin material, but the present invention is not limited to this.
  • the resin material constituting the covering layer 27 may be disposed inside the recesses 25a1 and 25b1, and there may be a gap in a part of the recesses 25a1 and 25b1.
  • the resin material inside the recesses 25a1 and 25b1 and the filling layer 28 cooperate to peel off the protective layer 25. Can be suppressed.
  • the number of the recesses 25a1 and 25b1 formed in the protective layers 25a and 25b is one.
  • the present invention is not limited to this. In this case, you may provide recessed part 25a1, 25b1 which has a different structure so that 2 or more of each above-mentioned embodiment may be combined.
  • the recesses 25a1 and 25b1 are described as being formed at the ends of the protective layers 25a and 25b. However, the present invention is not limited to this, and may be disposed at the center, for example.
  • the protective layer 25 has been described as a single layer or a two-layer structure.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration in which three or more layers are stacked may be employed.

Landscapes

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Abstract

本開示のサーマルヘッド（１）は、基板（７）と、発熱部（９）と、電極（１９）と、保護層（２５）と、樹脂材料からなる被覆層（２７）とを有する。発熱部（９）は、基板（７）上に位置する。電極（１９）は、基板（７）上に位置し、発熱部（９）と繋がっている。保護層（２５）は、発熱部（９）および電極（１９）の上に位置する。被覆層（２７）は、電極（１９）および保護層（２５）の上に位置する。保護層（２５）は、上面に開口しており、保護層（２５）の厚み方向に沿って延びる凹部を有する。凹部は、複数の凹凸を有する内壁を備え、樹脂材料が凹部の内部に配置されている。

Description

サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
　開示の実施形態は、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おり、例えば、基板上に設けられた発熱部や電極を保護する保護層の一部を樹脂層で被覆したサーマルヘッドが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平４－２８５６７号公報 特開平５－８４１８号公報
　実施形態の一態様に係るサーマルヘッドは、基板と、発熱部と、電極と、保護層と、樹脂材料からなる被覆層とを備える。発熱部は、前記基板上に位置する。電極は、前記基板上に位置し、前記発熱部と繋がっている。保護層は、前記発熱部および前記電極の上に位置する。被覆層は、前記電極および前記保護層の上に位置する。前記保護層は、上面に開口しており、前記保護層の厚み方向に沿って延びる凹部を有する。前記凹部は、複数の凹凸を有する内壁を備え、前記樹脂材料が前記凹部の内部に配置されている。
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概略を示す平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図３の部分拡大図である。 図５は、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６Ａは、第２の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。 図６Ｂは、第２の実施形態の変形例に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。 図７は、第３の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。 図８Ａは、第４の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。 図８Ｂは、第４の実施形態の変形例に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。 図９は、第５の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す図である。
　従来のサーマルヘッドは、例えば隣り合う電極と保護層との熱膨張率の違いや保護層と樹脂層との間の密着性の低下等により、保護対象である発熱部や電極などから保護層が剥離する懸念があった。
　本願の開示するサーマルヘッドおよびサーマルプリンタによれば、内壁に複数の凹凸が形成された凹部を有する保護層を備え、凹部の内部に樹脂材料が配置されていることにより、保護層の剥離を抑制することができる。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するサーマルヘッドおよびサーマルプリンタの実施形態を詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
　図１は、第１の実施形態に係るサーマルヘッドの構成を概略的に示したものである。図１に示すサーマルヘッド１は、ヘッド基体３と、放熱板９０と、接着部材１４と、コネクタ３１と、封止部材１２とを備える。
　ヘッド基体３は、略直方体形状に形成されており、接着部材１４を介して放熱板９０上に載置されている。ヘッド基体３の基板７上には、サーマルヘッド１を構成する各部材が設けられている。ヘッド基体３は、コネクタ３１を介して外部より供給された電気信号に従って電圧を印加させることで発熱部９を発熱させ、記録媒体に印画を行う。なお、サーマルヘッド１を構成する各部材については図２、図３を用いて、また、記録媒体については図５を用いて後述する。
　コネクタ３１は、封止部材１２によってヘッド基体３と接合されており、外部とヘッド基体３とを電気的に接続している。接着部材１４は、ヘッド基体３と放熱板９０とを接着している。放熱板９０は、直方体形状をなしており、ヘッド基体３の熱を放熱するために設けられる。放熱板９０は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で構成されており、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する。
　次に、図２、図３を用いて、サーマルヘッド１を構成する各部材についてさらに説明する。図２は、図１に示すサーマルヘッド１の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
　サーマルヘッド１は、基板７、蓄熱層１３、厚膜電極１６、抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１、グランド電極４、接続端子２、第２接続電極２６、駆動ＩＣ１１、樹脂層１８、ハードコート２９、絶縁層３０、保護層２５および被覆層２７をさらに備える。なお、図２では、封止部材１２、保護層２５および被覆層２７の図示を省略している。
　基板７は、平面視で矩形状をなしており、第１長辺７ａ、第２長辺７ｂ、第１短辺７ｃ、第２短辺７ｄ、側面７ｅ、第１面７ｆ、および第２面７ｇを有している。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構成されている。以下、説明の便宜上、第１面７ｆを「上面」、第２面７ｇを「下面」と称する場合がある。同様に、側面７ｅを基準として第１面７ｆ側を「上」または「上方」、第２面７ｇ側を「下」または「下方」と称する場合がある。
　基板７の側面７ｅにはコネクタ３１が設けられている。コネクタ３１は、コネクタピン８、接合材２３、および封止部材１２により側面７ｅに固定されている。接合材２３は、導電性を有しており、接続端子２とコネクタピン８との間に配置されており、接合材２３としては、はんだ、または異方性導電接着剤（Anisotropic　conductive　paste）等を例示することができる。なお、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、接合材２３は必ずしも設けなくてもよい。
　また、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側に、第２封止部材１２ｂは基板７の第２面７ｇ側にそれぞれ位置している。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いる。封止部材１２は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、あるいは可視光硬化性樹脂により構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構成されていてもよく、別の材料により構成されていてもよい。
　接着部材１４は、放熱板９０上に配置されており、基板７の第２面７ｇと放熱板９０とを接合している。接着部材１４としては、両面テープまたは樹脂製の接着剤を例示することができる。
　蓄熱層１３は、基板７の第１面７ｆ上に設けられている。蓄熱層１３は、主走査方向に沿って延びている。蓄熱層１３の断面形状は略半楕円形状であり、基板７の上方へ向けて突出している。蓄熱層１３は、例えば基板７からの高さが１５～９０μｍで設けられることが実用上好ましい。
　蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスなどの材料で構成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有する。そのため、蓄熱層１３は、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る。その結果、サーマルヘッド１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、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。
　厚膜電極１６は、基板７の上面側に設けられている。厚膜電極１６は、基板７の第１長辺７ａに沿って、主走査方向に延びるように配置されている。厚膜電極１６は、上方に設けられた共通電極１７の電気容量を大きくする。
　抵抗層１５は、厚膜電極１６を覆うように、基板７および蓄熱層１３の上に設けられている。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。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いる。共通電極１７と個別電極１９との間には、抵抗層１５が露出した露出領域を有している。かかる露出領域が発熱部９の各素子を構成する。発熱部９を構成する複数の素子は、基板７の長手方向に沿って蓄熱層１３上に配列されている。また、発熱部９は、基板７の第１面７ｆの辺のうち、短手方向に沿っている第１短辺７ｃおよび第２短辺７ｄとは所定の間隔を設けて配置されている。
　発熱部９は、外部より供給された電気信号に従って発熱し、記録媒体（不図示）にインクシート（不図示）のインクを熱転写させる機能を有する。発熱部９を構成する複数の素子は、例えば、１００ｄｐｉ～２４００ｄｐｉ（dot　per　inch）等の密度で配置される。なお、発熱部９を構成する抵抗層１５の配置は図示したものに限らず、例えば共通電極１７と個別電極１９との間のみに設けられてもよい。
　発熱部９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抵抗層１５と、ＡｌやＣｕ等の金属である共通電極１７および個別電極１９とで構成される。そして、共通電極１７と個別電極１９との間に配置された抵抗層１５に電圧が印加されると、ジュール加熱によって抵抗層１５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、発熱部９を構成する複数の素子と、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に沿って延びており、厚膜電極１６上に設けられている。主配線部１７ａと厚膜電極１６とは、抵抗層１５を介して電気的に接続されている。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から発熱部９を構成する複数の素子のそれぞれに向かって個別に延びている。また、主配線部１７ｄは、基板７の第２長辺７ｂに沿って延びている。
　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。具体的には、発熱部９を構成する素子は複数の群に分けられており、個別電極１９は、各群を構成する発熱部９の各素子と、各群に対応した駆動ＩＣ１１とをそれぞれ電気的に接続している。なお、駆動ＩＣ１１については後述する。
　第１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。駆動ＩＣ１１のそれぞれには複数の第１接続電極２１が接続されており、これらの第１接続電極２１はそれぞれ、異なる機能を有する１または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、第１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、基板７の第２長辺７ｂ側に設けられており、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１およびグランド電極４とコネクタ３１とを接続する。接続端子２はコネクタピン８に対応するように設けられており、コネクタ３１を接続させる際には、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とが接続される。
　第２接続電極２６は、隣り合う駆動ＩＣ１１を電気的に接続している。第２接続電極２６は、第１接続電極２１に対応するようにそれぞれ設けられており、各種信号を隣り合う駆動ＩＣ１１に伝えている。
　抵抗層１５および各種電極は、例えば、下記のように形成することができる。各々を構成する材料を蓄熱層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設けられる。このように、各種電極は、発熱部９および厚膜電極１６に電気的に接続されており、その厚みは、例えば０．１～１μｍとすることができる。
　駆動ＩＣ１１は、例えば、基板７の第１面７ｆ側に配置されている。また、複数の駆動ＩＣ１１は、駆動ＩＣ１１ごとに割り当てられた、発熱部９の各素子と対応するように発熱部９の配列方向に沿って配置されている。駆動ＩＣ１１は、個別電極１９の他端部と第１接続電極２１の一端部とに接続されており、外部より供給された電気信号に従い、発熱部９のそれぞれの素子を個別に発熱させるための電力を発熱部９に供給する。駆動ＩＣ１１としては、例えば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ることができる。
　樹脂層１８は、共通電極１７の主配線部１７ａ上に設けられている。樹脂層１８は、平面視で厚膜電極１６を覆うように設けられており、厚膜電極１６により生じた段差をなだらかにしている。
　ハードコート２９は、駆動ＩＣ１１と、個別電極１９、第２接続電極２６および第１接続電極２１とを接続させた状態で封止させるものであり、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
　絶縁層３０は、後述する保護層２５と隣り合うように設けられており、個別電極１９の一部を被覆している。より詳細には、絶縁層３０は、保護層２５よりも基板７の第２長辺７ｂ側に設けられている。
　絶縁層３０は、主走査方向に沿って延びるように設けられており、第１短辺７ｃに近い副配線部１７ｂと、第２短辺７ｄに近い副配線部１７ｂとの間に設けられている。絶縁層３０は、例えばポリイミドまたはシリコーン樹脂等の樹脂であり、印刷、あるいはディスペンサーによる樹脂材料の塗布によって作製することができる。絶縁層３０の厚みは、例えば、１０～３０μｍとすることができる。なお、絶縁層３０は、樹脂に限らず、例えばガラスを印刷、焼成したものであってもよい。
　保護層２５は、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上に配置され、発熱部９、絶縁層３０、共通電極１７および個別電極１９を被覆する部材である。より詳細には、保護層２５は、基板７の縁、すなわち基板７の第１長辺７ａ、第１短辺７ｃおよび第２短辺７ｄから個別電極１９の一部を覆うように設けられている。保護層２５の側面７ｅ側の端部は、絶縁層３０の上に配置されている。
　保護層２５は、第１保護層２５ａと、第２保護層２５ｂとを含む積層構造を有する。第１保護層２５ａは、主配線部１７ａと、副配線部１７ｂの一部と、リード部１７ｃと、発熱部９と、絶縁層３０と、個別電極１９の一部を被覆する。第１保護層２５ａ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。第２保護層２５ｂは、第１保護層２５ａ上に設けられている。第２保護層２５ｂは、第１保護層２５ａよりも耐摩耗性の高い材料により構成されており、例えば印画する記録媒体との接触による摩耗から発熱部９を保護する。
　被覆層２７は、基板７上において、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１および保護層２５を部分的に被覆するように設けられている。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。また、被覆層２７は、保護層２５と密着するように接触して保護層２５の端部を被覆することで、保護層２５が例えば発熱部９や各種電極等の保護対象から剥離する不具合の発生を抑制する。被覆層２７は、例えばエポキシ系樹脂、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構成される。かかる樹脂材料はいずれも、硬化して被覆層２７が形成される前には流動性を有する。
　被覆層２７には、駆動ＩＣ１１と接続される個別電極１９、および第１接続電極２１を露出させるための開口部（不図示）が形成されている。これらの配線は、開口部を介して駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９および第１接続電極２１に接続された状態で、ハードコート２９によって封止されている。それにより、駆動ＩＣ１１、あるいは駆動ＩＣ１１とこれらの電極との接続部を保護する。ハードコート２９は、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂により形成される。
　以下、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１について、図３、図４を用いてさらに説明する。図４は、図３に示すサーマルヘッド１において、絶縁層３０上に配置された保護層２５の形状に着目した部分拡大図である。なお、図４は、図３において一点鎖線で囲んだ部分について拡大視したものに相当するが、図４では、絶縁層３０の下方に配置された個別電極１９の図示を省略した。
　実施形態に係るサーマルヘッド１は、絶縁層３０の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とを含む。保護層２５は、絶縁層３０上に設けられた第１保護層２５ａと、第１保護層２５ａ上に設けられた第２保護層２５ｂとを含む。
　第１保護層２５ａは、厚み方向に沿って貫通する第１凹部２５ａ１を有する。第１保護層２５ａの厚みは、例えば、３～１２μｍとすることができる。第１凹部２５ａ１は、複数の凹凸を有する内壁２５ａ２を備える。ここで、「複数の凹凸」とは、例えば平面視した第１凹部２５ａ１の形状が断続的に異なるように、第１凹部２５ａ１の内壁２５ａ２の一部が第１保護層２５ａの面方向に沿って隆起または陥没した２以上の部分を有することをいう。内壁２５ａ２の端部、すなわち第２保護層２５ｂ側の第１凹部２５ａ１の開口に対し、内壁２５ａ２が第１保護層２５ａの面方向に隆起または陥没する程度は、例えば１～１００ｎｍ程度であり、この値を「凹凸の大きさ」と規定する。
　また、第１保護層２５ａの表面に開口する第１凹部２５ａ１の形状および寸法は、第２保護層２５ｂと向かい合う面側と、絶縁層３０と向かい合う面側との間で互いに同じであってもよく、また、図４に示すように異なっていてもよい。また、第１凹部２５ａ１の平均開口径に制限はないが、例えば０．５～１．７５μｍとすることができる。ここで、「平均開口径」とは、水銀圧入法を用いて測定し、第１凹部２５ａ１を円柱近似した際の気孔分布に基づいて得られたメジアン径（ｄ５０）を指す。
　第２保護層２５ｂは、第１凹部２５ａ１と連通し、かつ第２保護層２５ｂの厚み方向に沿って貫通する第２凹部２５ｂ１を有する。第２保護層２５ｂの厚みは、例えば、２～１５μｍとすることができる。また、第２凹部２５ｂ１は、複数の凹凸を有する内壁２５ｂ２を備える。第２凹部２５ｂ１における開口寸法や内壁２５ｂ２が有する凹凸の大きさは、例えば第１凹部２５ａ１における開口寸法や内壁２５ａ２が有する凹凸の大きさと同程度とすることができるが、必ずしも第１凹部２５ａ１と同じでなくても構わない。
　第１保護層２５ａは、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等を材料とすることができる。また、第２保護層２５ｂは、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴａＮあるいはＴａＳｉＯ等を材料とすることができる。耐摩耗性の高い保護層２５の一例としては、第１保護層２５ａをＳｉＮで、第２保護層２５ｂをＴｉＮで、それぞれ構成した保護層２５を挙げることができる。
　また、第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂはそれぞれ、例えば電子銃を用いたイオンプレーティング法、またはスパッタリング法により作製することができる。また、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１は、エッチングにより作製することができる。また、内壁２５ａ２，２５ｂ２の複数の凹凸は、エッチングにより作製することができる。
　被覆層２７は、第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂの端部を回り込むように配置されており、被覆層２７と絶縁層３０との間で挟むように第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂを支持している。
　また、被覆層２７は、第２凹部２５ｂ１を塞ぐように第２保護層２５ｂの上を被覆している。上記したように、被覆層２７を構成する樹脂材料は、硬化前には流動性を有する。このため、第２凹部２５ｂ１および第１凹部２５ａ１には被覆層２７と同じ組成を有する樹脂材料が充填された充填層２８が構成される。充填層２８は、被覆層２７から絶縁層３０の表面まで到達しており、被覆層２７と絶縁層３０との間で挟まれるようにして配置された第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂをさらに密着させることができる。
　さらに、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１の内壁２５ａ２，２５ｂ２が有する複数の凹凸と、充填層２８とが協働し、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１からの充填層２８の脱離を抑制させることができる。そのため、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、保護層２５の剥離を抑制することができる。
　次に、第１の実施形態に係るサーマルプリンタについて、図５を参照しつつ説明する。図５は、第１の実施形態に係るサーマルプリンタ１００を示す概略図である。
　図５に示すサーマルプリンタ１００は、上述のサーマルヘッド１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１は、サーマルプリンタ１００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１は、搬送方向Ｓに直交す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を矢印で示した搬送方向Ｓに沿うように、サーマルヘッド１の発熱部９上に配置された保護層２５上に搬送する。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で構成された円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等で構成された弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂによって被覆したものとすることができる。なお、記録媒体Ｐが例えばインクを転写させる受像紙等の場合には、記録媒体Ｐとサーマルヘッド１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）を搬送するとよい。
　プラテンローラ５０は、記録媒体Ｐをサーマルヘッド１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で構成された円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等で構成された弾性部材５０ｂによって被覆したものとすることができる。
　電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッド１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１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１００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１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＞
　次に、第２の実施形態に係るサーマルヘッド１について、図６Ａを用いて説明する。図６Ａは、第２の実施形態に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。図６Ａに示すサーマルヘッド１は、図４に示す第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ箇所を拡大視したものに対応する。なお、特に断りのない限り、他の実施形態に係るサーマルヘッド１においても同様とする。
　図６Ａに示すサーマルヘッド１は、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１のうち、第２凹部２５ｂ１のみに複数の凹凸を有する内壁２５ｂ２を有することを除き、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。
　第２凹部２５ｂ１のみに複数の凹凸を有する内壁２５ｂ２を有するため、充填層２８を構成する樹脂材料は、例えばその流動性が比較的低い場合であっても絶縁層３０の表面まで行きわたり易い。被覆層２７から絶縁層３０の表面まで容易に到達した樹脂材料により形成された充填層２８は、被覆層２７と絶縁層３０との間で挟まれるように配置された第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂをさらに密着させることができる。また、第２凹部２５ｂ１の内壁２５ｂ２が有する複数の凹凸と充填層２８とが協働し、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１からの充填層２８の脱離を抑制させることができる。そのため、第２の実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、保護層２５の剥離を抑制することができる。
＜変形例＞
　次に、第２の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１について、図６Ｂを用いて説明する。図６Ｂは、第２の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。
　図６Ｂに示すサーマルヘッド１は、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１のうち、第１凹部２５ａ１のみに複数の凹凸を有する内壁２５ａ２を有することを除き、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。
　第２凹部２５ｂ１と比較して被覆層２７から離れた箇所に配置された第１凹部２５ａ１に複数の凹凸を有する内壁２５ａ２を有している。このため、被覆層２７から絶縁層３０の表面まで充填された樹脂材料により形成された充填層２８は、被覆層２７と絶縁層３０との間で挟まれるように配置された第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂをさらに密着させることができる。また、第１凹部２５ａ１の内壁２５ａ２が有する複数の凹凸と充填層２８とが協働し、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１からの充填層２８の脱離を抑制させることができる。そのため、第２の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１によれば、保護層２５の剥離を抑制することができる。
＜第３の実施形態＞
　次に、第３の実施形態に係るサーマルヘッド１について、図７を用いて説明する。図７は、第３の実施形態に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。
　図７に示すサーマルヘッド１は、第１凹部２５ａ１が第１保護層２５ａを貫通していないことを除き、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。第１凹部２５ａ１は、第１保護層２５ａの厚み方向に沿って延び、上面に開口している。このため、第２凹部２５ｂ１と第１凹部２５ａ１とは連通しており、被覆層２７から第１凹部２５ａ１の底面まで充填された樹脂材料により形成された充填層２８は、第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂの外側を回り込むように配置された被覆層２７とともに第１保護層２５ａおよび第２保護層２５ｂを強固に密着させることができる。
　また、第１凹部２５ａ１、第２凹部２５ｂ１の内壁２５ａ２，２５ｂ２が有する複数の凹凸と充填層２８とが協働し、第１凹部２５ａ１および第２凹部２５ｂ１からの充填層２８の脱離を抑制させることができる。そのため、第３の実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、保護層２５の剥離を抑制することができる。
　また、第３の実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、第１凹部２５ａ１は絶縁層３０の表面まで連通していないため、絶縁層３０は配置されなくてもよい。
＜第４の実施形態＞
　次に、第４の実施形態に係るサーマルヘッド１について、図８Ａを用いて説明する。図８Ａは、第４の実施形態に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。図８Ａに示すサーマルヘッド１は、図４に示す第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ箇所を拡大視したものに対応する。
　図８Ａに示すサーマルヘッド１は、保護層２５が一層からなることを除き、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。具体的には、保護層２５は、複数の凹凸を有する内壁２５２を備え、厚み方向に沿って貫通する凹部２５１を有する。
　第４の実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、内壁２５２に設けられた複数の凹凸を有する凹部２５１を備えることにより、被覆層２７と、充填層２８と、内壁２５２に設けられた複数の凹凸とが協働して保護層２５の剥離を抑制することができる。
＜変形例＞
　次に、第４の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１について、図８Ｂを用いて説明する。図８Ｂは、第４の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。
　図８Ｂに示すサーマルヘッド１は、凹部２５１が保護層２５を貫通していないことを除き、第４の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。
　第４の実施形態の変形例に係るサーマルヘッド１によれば、内壁２５２に設けられた複数の凹凸を有する凹部２５１を備えることにより、被覆層２７と、充填層２８と、内壁２５２に設けられた複数の凹凸とが協働して保護層２５の剥離を抑制することができる。
＜第５の実施形態＞
　次に、第５の実施形態に係るサーマルヘッド１について、図９を用いて説明する。図９は、第５の実施形態に係るサーマルヘッド１の概略を示す図である。
　図９に示すサーマルヘッド１は、第２保護層２５ｂの形状および被覆層２７の配置が異なることを除き、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１と同じ構成を有している。具体的には、第２保護層２５ｂは、被覆層２７で覆われた領域である第１領域Ｒ１と、被覆層２７で覆われていない領域である第２領域Ｒ２を有する。基板７の側面７ｅ側の端部に配置された第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２よりも第２保護層２５ｂの厚みが小さく、第２凹部２５ｂ１は、第１領域Ｒ１に設けられている。
　被覆層２７は第２凹部２５ｂ１を覆うように配置されており、上記した他の実施形態に係るサーマルヘッド１と同様に保護層２５の剥離を抑制することができる。また、被覆層２７は、第１領域Ｒ１にのみ配置されているため、基板７から被覆層２７の上面までの高さが低く抑えられる。そのため、第５の実施形態に係るサーマルヘッド１を備えるサーマルプリンタ１００によれば、例えば記録媒体Ｐとの接触による被覆層２７の剥離やそれに伴う保護層２５の剥離を抑制することができる。
　ここで、第２保護層２５ｂの「端部」とは、例えば、基板７の短手方向に延びる第２保護層２５ｂの全長に対し、１０％程度の長さだけ第２保護層２５ｂの端面Ｙから中央寄りに位置する境界Ｘまでの領域をいう。また、第１領域Ｒ１における第２保護層２５ｂの厚みｔは、例えば１μｍ以下とすることができる。
　なお、図９では、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界Ｘにおいて第２保護層２５ｂの厚みが変化するとして説明したが、例えば境界Ｘから端面Ｙに向かって傾斜するように第２保護層２５ｂの厚みが段階的に変化するように構成してもよい。
　以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示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１を用いたサーマルプリンタ１００を示したが、これに限定されるものではなく、各実施形態および変形例に係るサーマルヘッド１をサーマルプリンタ１００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１を組み合わせてもよい。
　また、例えば、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、抵抗層１５を厚膜形成することにより、発熱部９の厚い厚膜ヘッドを適用してもよい。
　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を用いてもよい。
　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。
　また、上記した実施形態では、保護層２５ａ，２５ｂに形成された凹部２５ａ１，２５ｂ１には充填された樹脂材料からなる充填層２８を有するとして説明したが、これに限らない。例えば、被覆層２７を構成する樹脂材料が凹部２５ａ１，２５ｂ１の内部に配置されていればよく、凹部２５ａ１，２５ｂ１の一部に隙間があっても構わない。例えば、樹脂材料が充填層２８から連なるようにして凹部２５ａ１，２５ｂ１の内部に配置されていると、凹部２５ａ１，２５ｂ１の内部の樹脂材料と充填層２８とが協働して保護層２５の剥離を抑制することができる。
　また、上記した実施形態では、保護層２５ａ，２５ｂに形成された凹部２５ａ１，２５ｂ１はそれぞれ１つであるとして図示したが、これに限らず、複数であってもよい。かかる場合、上記した各実施形態のうち２つ以上を組み合わせるように異なる構成を有する凹部２５ａ１，２５ｂ１を備えてもよい。また、上記した実施形態では、凹部２５ａ１，２５ｂ１は保護層２５ａ，２５ｂの端部に形成されるとして説明したが、これに限らず、例えば中央部に配置されてもよい。
　また、上記した実施形態では、保護層２５は単層または二層構造として説明したが、これに限らず、三層以上が積層された構成であってもよい。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　サーマルヘッド
　７　基板
　９　発熱部
　１９　個別電極
　２５　保護層
２５ａ　第１保護層
２５ｂ　第２保護層
　２７　被覆層
　２８　充填層
　３０　絶縁層
１００　サーマルプリンタ

Claims (9)

  1. 　基板と、
    　前記基板上に位置する発熱部と、
    　前記基板上に位置し、前記発熱部と繋がっている電極と、
    　前記発熱部および前記電極の上に位置する保護層と、
    　前記電極および前記保護層の上に位置し、樹脂材料からなる被覆層と
    　を備え、
    　前記保護層は、上面に開口しており、前記保護層の厚み方向に沿って延びる凹部を有し、
    　前記凹部は、複数の凹凸を有する内壁を備え、前記樹脂材料が前記凹部の内部に配置されていること
    　を特徴とするサーマルヘッド。
  2. 　前記電極と前記保護層との間に設けられた絶縁層をさらに備え、
    　前記凹部は、前記保護層の厚み方向に沿って前記保護層を貫通すること
    　を特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
  3. 　前記保護層は、
    　上面に開口する第１凹部を有する第１保護層と、
    　厚み方向に沿って貫通する第２凹部を有し、前記第２凹部が前記第１凹部と連通するように前記第１保護層と前記被覆層との間に設けられた第２保護層と、
    　を含むこと
    　を特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
  4. 　前記内壁は、前記第１凹部および前記第２凹部のうち、前記第２凹部のみに前記複数の凹凸を有すること
    　を特徴とする請求項３に記載のサーマルヘッド。
  5. 　前記第２保護層は、前記被覆層に被覆された第１領域と、前記被覆層に被覆されていない第２領域とを有しており、
    　前記第１領域における前記第２保護層の厚みは、前記第２領域における前記第２保護層の厚みよりも小さいこと
    　を特徴とする請求項３または４に記載のサーマルヘッド。
  6. 　前記第２凹部は、前記第２保護層の厚みが１μｍ以下の部分に形成されること
    　を特徴とする請求項３～５のいずれか１つに記載のサーマルヘッド。
  7. 　前記第２保護層の導電率は、前記第１保護層の導電率よりも大きいこと
    　を特徴とする請求項３～６のいずれか１つに記載のサーマルヘッド。
  8. 　前記第２保護層は、前記被覆層に被覆された第１領域と、前記被覆層に被覆されていない第２領域とを有しており、
    　前記第１領域は前記第２保護層の端部に形成されること
    　を特徴とする請求項３～７のいずれか１つに記載のサーマルヘッド。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つ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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