WO2020067424A1 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

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WO2020067424A1
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protective layer
recording medium
thermal head
substrate
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寛成 阿部
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京セラ株式会社
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    • B41J11/66—Applications of cutting devices
    • B41J11/70—Applications of cutting devices cutting perpendicular to the direction of paper feed

Definitions

  • the present disclosure relates to a thermal head and a thermal printer.
  • thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimile machines and video printers.
  • a thermal head including a substrate, a heating unit located on the substrate, an electrode located on the substrate and connected to the heating unit, and a protective layer covering a part of the heating unit and the electrode.
  • the thermal head includes a substrate, a heat generating portion, an electrode, and a protective layer.
  • the heat generating unit is located on the substrate.
  • the electrode is located on the substrate and is connected to the heating section.
  • the protective layer covers a part of the heat generating part and the electrode.
  • the kurtosis Rku of the protective layer is smaller than 3.
  • a thermal printer includes the thermal head described above, a transport mechanism that transports a recording medium on the protective layer located on the heating section, and a platen roller that presses the recording medium.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating the thermal head according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the thermal head shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a protective layer of the thermal head shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a thermal printer according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing attachment of a thermal head in the thermal printer shown in FIG. 5.
  • a protective layer having a contact surface of the protective layer formed in an uneven shape is used in order to reduce a contact area with a recording medium. This makes it difficult for the recording medium to stick to the protective layer, so that so-called sticking does not easily occur.
  • the abrasion resistance of the protective layer is low because the external force from the platen roller pressing the recording medium is concentrated on the convex portion.
  • the thermal head of the present disclosure improves the wear resistance of the protective layer while maintaining the slipperiness of the protective layer.
  • the thermal head of the present disclosure and a thermal printer using the same will be described in detail.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the thermal head X1.
  • FIG. 2 shows the protective layer 25, the covering layer 27, and the sealing member 12 by dashed lines, and the covering member 29 by dashed lines.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the vicinity of the protective layer 25 of the thermal head X1.
  • the thermal head X1 includes the head base 3, the connector 31, the sealing member 12, the heat radiating plate 1, and the adhesive member 14.
  • the connector 31, the sealing member 12, the heat sink 1, and the adhesive member 14 do not necessarily have to be provided.
  • the heat radiating plate 1 radiates excess heat of the head base 3.
  • the head base 3 is placed on the heat sink 1 via an adhesive member 14.
  • the head substrate 3 prints on the recording medium P (see FIG. 5) when a voltage is applied from the outside.
  • the bonding member 14 bonds the head base 3 and the heat sink 1.
  • the connector 31 electrically connects the head base 3 to the outside.
  • the connector 31 has the connector pins 8 and the housing 10.
  • the sealing member 12 joins the connector 31 and the head base 3.
  • the heat sink 1 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the heat radiating plate 1 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 the heat generated in the heat generating portion 9 of the head base 3. .
  • the head base 3 has a rectangular shape in a plan view, and the members constituting the thermal head X1 are arranged on the substrate 7.
  • the head base 3 has a function of printing on the recording medium P in accordance with an electric signal supplied from the outside.
  • the head base 3 includes a substrate 7, a heat storage layer 13, an electric resistance layer 15, a common electrode 17, an individual electrode 19, a first connection electrode 21, a connection terminal 2, a conductive member 23, a driving IC ( Integrated (Circuit) 11, a covering member 29, a protective layer 25, and a covering layer 27. Note that all of these members do not necessarily have to be provided. Further, the head base 3 may include other members.
  • the substrate 7 is arranged on the heat sink 1 and has a rectangular shape in plan view.
  • the substrate 7 has a first surface 7f, a second surface 7g, and a side surface 7e.
  • the first surface 7f has a first long side 7a, a second long side 7b, a first short side 7c, and a second short side 7d.
  • Each member constituting the head base 3 is arranged on the first surface 7f.
  • the second surface 7g is located on the opposite side of the first surface 7f.
  • the second surface 7g is located on the heat sink 1 side, and is joined to the heat sink 1 via the adhesive member 14.
  • the side surface 7e connects the first surface 7f and the second surface 7g, and is located on the second long side 7b side.
  • the substrate 7 is made of, for example, an electrically insulating material such as alumina ceramics or a semiconductor material such as single crystal silicon.
  • the heat storage layer 13 is located on the first surface 7 f of the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 protrudes upward from the first surface 7f. In other words, the heat storage layer 13 protrudes in a direction away from the first surface 7f of the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 is arranged so as to be adjacent to the first long side 7a of the substrate 7, and extends along the main scanning direction. Since the cross section of the heat storage layer 13 is substantially semi-elliptical, the protective layer 25 formed on the heat generating portion 9 is in good contact with the recording medium P to be printed.
  • the height of the heat storage layer 13 from the first surface 7f of the substrate 7 can be 30 to 60 ⁇ m.
  • the heat storage layer 13 is made of glass having low thermal conductivity, and temporarily stores a part of the heat generated in the heat generating portion 9. Therefore, the time required to raise the temperature of the heat generating portion 9 can be shortened, and the thermal response characteristics of the thermal head X1 can be improved.
  • the heat storage layer 13 is formed, for example, by applying a predetermined glass paste obtained by mixing a suitable organic solvent to glass powder on the first surface 7f of the substrate 7 by screen printing or the like, and baking this.
  • the electric resistance layer 15 is located on the upper surface of the heat storage layer 13, and the common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26 are formed on the electric resistance layer 15. An exposed region where the electric resistance layer 15 is exposed is formed between the common electrode 17 and the individual electrode 19. The exposed regions of the electric resistance layer 15 are arranged in a row on the heat storage layer 13 as shown in FIG. 2, and each exposed region constitutes the heat generating portion 9.
  • the electric resistance layer 15 is not necessarily located between the various electrodes and the heat storage layer 13. For example, it may be located only between the common electrode 17 and the individual electrode 19 so that the common electrode 17 and the individual electrode 19 are electrically connected.
  • the plurality of heat generating portions 9 are simplified in FIG. 2 for convenience of description, but are arranged at a density of, for example, 100 dpi to 2400 dpi (dot per inch).
  • the electric resistance layer 15 is formed of a material having a relatively high electric resistance such as, for example, TaN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSiCO, or NbSiO. Therefore, when a voltage is applied to the heat generating portion 9, the heat generating portion 9 generates heat by Joule heat.
  • 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 the plurality of heat generating portions 9 and the connector 31.
  • the main wiring portion 17a extends along the first long side 7a of the substrate 7.
  • the sub wiring portion 17b extends along each of the first short side 7c and the second short side 7d of the substrate 7.
  • the lead portions 17c individually extend from the main wiring portion 17a toward the respective heat generating portions 9.
  • the main wiring portion 17d extends along the second long side 7b of the substrate 7.
  • the plurality of individual electrodes 19 electrically connect the heating section 9 and the driving IC 11. Further, the plurality of heat generating units 9 are divided into a plurality of groups, and the heat generating units 9 of each group and the driving ICs 11 arranged corresponding to each group are electrically connected by the individual electrodes 19.
  • the plurality of first connection electrodes 21 electrically connect the drive IC 11 and the connector 31.
  • the plurality of first connection electrodes 21 connected to each drive IC 11 are configured by a plurality of wirings having different functions.
  • the plurality of second connection electrodes 26 electrically connect the adjacent drive ICs 11.
  • the plurality of second connection electrodes 26 are configured by a plurality of wirings having different functions.
  • the common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26 are formed of a conductive material.
  • a conductive material For example, any one of aluminum, gold, silver, and copper is used. Of these metals or their alloys.
  • connection terminals 2 are arranged on the second long side 7b side of the first surface 7f in order to connect the common electrode 17 and the first connection electrode 21 to the FPC 5.
  • the connection terminals 2 are arranged corresponding to connector pins 8 of a connector 31 described later.
  • a conductive member 23 is provided on each connection terminal 2.
  • Examples of the conductive member 23 include solder and ACP (Anisotropic Conductive Paste). Note that a plating layer of Ni, Au, or Pd may be disposed between the conductive member 23 and the connection terminal 2.
  • the various electrodes constituting the head base 3 are formed by sequentially laminating a metal material layer such as Al, Au, or Ni on the heat storage layer 13 by a thin film forming technique such as a sputtering method. Can be formed by processing into a predetermined pattern using photo etching or the like. The various electrodes constituting the head base 3 can be simultaneously formed by the same process.
  • the drive ICs 11 are arranged corresponding to each group of the plurality of heat generating units 9 as shown in FIG.
  • the drive IC 11 is connected to the individual electrodes 19 and the first connection electrodes 21.
  • the drive IC 11 has a function of controlling the energization state of each heating unit 9.
  • a switching IC can be used as the driving IC 11, a switching IC can be used as the driving IC 11, a switching IC can be used.
  • the protective layer 25 covers a part of the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19.
  • the protective layer 25 protects the covered area from corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the air or abrasion due to contact with the recording medium P to be printed.
  • the covering layer 27 is disposed on the substrate 7 so as to partially cover the common electrode 17, the individual electrodes 19, the first connection electrodes 21, and the second connection electrodes 26.
  • the coating layer 27 is for protecting the coated region from oxidation due to contact with the air or corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the air.
  • the coating layer 27 can be formed of a resin material such as an epoxy resin, a polyimide resin, or a silicone resin.
  • the drive IC 11 is connected to the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26, and is sealed by a covering member 29 made of a resin such as an epoxy resin or a silicone resin.
  • the covering member 29 is arranged so as to extend in the main scanning direction, and integrally seals the plurality of drive ICs 11.
  • the connector 31 has the plurality of connector pins 8 and the housing 10 that houses the plurality of connector pins 8.
  • the plurality of connector pins 8 have a first end and a second end. A first end is exposed to the outside of the housing 10, and a second end is housed inside the housing 10 and is drawn out.
  • the first end of the connector pin 8 is electrically connected to the connection terminal 2 of the head base 3. Thereby, the connector 31 is 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 12a is located on the first surface 7f of the substrate 7.
  • the first sealing member 12a seals the connector pins 8 and various electrodes.
  • the second sealing member 12b is located on the second surface 7g of the substrate 7.
  • the second sealing member 12b is arranged to seal a contact portion between the connector pin 8 and the substrate 7.
  • the sealing member 12 is arranged so that the connection terminals 2 and the first ends of the connector pins 8 are not exposed to the outside.
  • an epoxy-based thermosetting resin, an ultraviolet-curable resin, or visible light is used. It can be formed of a curable resin.
  • the first sealing member 12a and the second sealing member 12b may be formed of the same material. Further, the first sealing member 12a and the second sealing member 12b may be formed of different materials.
  • the adhesive member 14 is disposed on the heat radiating plate 1 and joins the second surface 7 g of the head base 3 to the heat radiating plate 1.
  • Examples of the adhesive member 14 include a double-sided tape or a resinous adhesive.
  • the protection layer 25 includes a first layer 25a and a second layer 25b.
  • the first layer 25a is located on the substrate 7. More specifically, the first layer 25a covers the entire area of the heat generating portion 9.
  • the first layer 25a covers a part of the electrode as shown in FIG. More specifically, the first layer 25a covers the entire area of the main wiring section 17a, a part of the sub wiring section 17b on the first long side 7a side, and the entire area of the lead section 17c. Covers a part of the individual electrode 19 on the side of the heat generating portion 9.
  • Examples of the first layer 25a include SiN, SiON, SiO 2 , SiAlON, and SiC.
  • the thickness of the first layer 25a can be set to 2 to 10 ⁇ m. By setting the thickness of the first layer 25a to 2 ⁇ m or more, the insulating property of the individual electrode 19 is improved. Further, by setting the thickness of the first layer 25a to 6 ⁇ m or less, the heat of the heat generating portion 9 is easily transmitted to the recording medium P, and the thermal efficiency of the thermal head X1 is improved.
  • the second layer 25b can be exemplified by TiN, TiON, TiCrN, TiAlON and the like.
  • TiN When TiN is used for the first layer 25a, for example, it can be set to contain 40 to 60 atomic% of Ti and 40 to 60 atomic% of N.
  • the thickness of the second layer 25b can be set to 2 to 6 ⁇ m. By setting the thickness of the second layer 25b to 2 ⁇ m or more, the wear resistance is improved. Further, by setting the thickness of the second layer 25b to 6 ⁇ m or less, the heat of the heat generating portion 9 is easily transmitted to the recording medium P, and the thermal efficiency of the thermal head X1 is improved. Note that the second layer 25b is the outermost layer and is in contact with the recording medium P.
  • the arithmetic average roughness Ra of the second layer 25b is, for example, 67.7 ⁇ m or less. Thereby, the contact area between the second layer 25b and the recording medium P can be reduced, and therefore, the frictional force generated between the second layer 25b and the recording medium P can be reduced. As a result, the wear resistance of the second layer 25b can be improved.
  • the arithmetic average roughness Ra is a value specified in JIS B 0601 (2013).
  • the kurtosis Rku of the second layer 25b is set to be smaller than 3, for example, 0.1 to 2.9.
  • Kurtosis Rku is an index indicating kurtosis which is a measure of the sharpness of the surface state. When the Kurtosis Rku is smaller than 3, it indicates that the surface of the mountain is flat when viewed macroscopically, and that the surface of the mountain has small peaks or valleys when viewed microscopically. When the Kurtosis Rku is larger than 3, the surface of the mountain is not flat when viewed macroscopically, and indicates that there are many sharp peaks and valleys on the surface when viewed microscopically.
  • the Kurtosis Rku is a value specified in JIS B0601 (2013).
  • the skewness Rsk of the second layer 25b is set to be smaller than 0, for example, -0.2 to -2.0.
  • the skewness Rsk is an index indicating the ratio between the peak and the valley with the average height in the roughness curve as the center line. If the skewness Rsk is smaller than 0, it indicates that there are more valleys than ridges. Further, when the skewness Rsk is larger than 0, it indicates that there are more peaks than troughs. Note that the skewness Rsk is a value specified in JIS B 0601 (2013).
  • a protective layer in which the contact surface of the protective layer is formed in an uneven shape is known.
  • the convex portion may be worn, and the wear resistance of the protective layer may be low.
  • the contact surface of the protective layer approaches flat, and the contact area with the recording medium increases. As a result, the recording medium may adhere to the protective layer and sticking may occur.
  • the thermal head X1 of the present disclosure has a configuration in which the kurtosis Rku of the second layer 25b is smaller than 3. Accordingly, the surface of the second layer 25b has a structure in which the surface of the mountain is flat when viewed macroscopically, and has a small peak or valley on the surface of the mountain when viewed microscopically. In other words, it has a structure having a plurality of peaks with large undulations and a minute peak or valley on the surface of the peak.
  • the thermal head X1 has a structure in which a large undulation supports the recording medium P while having a certain contact area, and a small ridge has a gap between the recording medium P and the second layer 25b. Become. As a result, the second layer 25b is less likely to be worn, and the recording medium P is less likely to stick to the second layer 25b. Therefore, it is possible to provide the thermal head X1 in which sticking is less likely to occur while the wear resistance is improved.
  • the kurtosis Rku of the second layer 25b located at both ends in the longitudinal direction (hereinafter, simply referred to as the longitudinal direction) of the substrate 7 is such that the second layer 25c located at the center in the longitudinal direction It may be larger than 25 kurtosis Rku.
  • the contact area of the second layer 25b located at the center in the longitudinal direction with the recording medium P is larger than the contact area of the second layer 25b located at both ends in the longitudinal direction with the recording medium P. .
  • the frictional force between the recording medium P and the second layer 25b is larger at the center than at both ends.
  • the thermal head X1 of the present disclosure may have a configuration in which the skewness Rsk of the second layer 25b is smaller than 0. Therefore, the surface of the second layer 25b has a configuration in which there are more peaks than troughs. As a result, the contact area between the recording medium P and the second layer 25b can be increased. Therefore, while the recording medium P is supported by the ridges, a plurality of gaps are located between the ridges and the recording medium P. This makes it difficult for the recording medium P to adhere to the second layer 25b.
  • the thermal head X1 Since the recording medium P is less likely to stick to the second layer 25b, sticking is less likely to occur, and the thermal head X1 with improved slip properties can be obtained. In addition, since the recording medium P is less likely to stick to the second layer 25b, the printing noise is reduced, and the thermal printer Z1 with less noise can be provided. Also, since the recording medium P is less likely to stick to the second layer 25b, wrinkles are less likely to occur in the ink ribbon in a thermal transfer printing method using an ink ribbon. As a result, the thermal head X1 can perform fine printing.
  • the thermal head X1 of the present disclosure has a configuration in which the skewness Rsk of the second layer 25b located at both ends in the longitudinal direction is smaller than the skewness Rsk of the second layer 25b located in the central portion in the longitudinal direction. I have.
  • the peaks of the second layer 25b located at the center in the longitudinal direction are larger than the peaks of the second layers 25b located at both ends in the longitudinal direction.
  • the contact area of the second layer 25b located at the center in the longitudinal direction with the recording medium P becomes larger than the contact area of the second layer 25b located at both ends in the longitudinal direction with the recording medium P. Therefore, in the longitudinal direction, the frictional force between the recording medium P and the second layer 25b is larger at the center than at both ends.
  • both ends in the longitudinal direction refer to the area E of the protective layer 25 in contact with the recording medium P from the end in the sub-scanning direction of the area E of the protective layer 25 in contact with the recording medium P shown in FIG. It refers to the area up to 25% of the length.
  • the central portion in the longitudinal direction is defined as 25% of the longitudinal length of the region E of the protective layer 25 in contact with the recording medium P from each short side of the region E of the protective layer 25 in contact with the recording medium P. It refers to the area from% to 75% length.
  • the arithmetic mean roughness Ra, the skewness Rsk, and the kurtosis Rku can be measured in accordance with, for example, JIS B 0601 (2013).
  • a contact-type surface roughness meter or a non-contact-type surface roughness meter can be used.
  • LEXT @ OLS4000 manufactured by Olympus can be used.
  • the measurement length may be 0.4 mm
  • the cutoff value is 0.008 mm
  • the spot diameter is 0.4 ⁇ m
  • the scanning speed is 1 mm / sec.
  • the skewness Rsk and kurtosis Rku of the protective layer 25 may be measured, for example, at the position of the protective layer 25 located on the heat generating portion 9. In this case, the measurement may be performed by moving the spot in the sub-scanning direction so as to pass through the protective layer 25 on the heating section 9. At this time, the skewness Rsk and the Kurtosis Rku may be measured a plurality of times, and the average value may be used as the measurement result.
  • arithmetic average roughness Ra may be measured using an atomic force microscope (AFM: Atomic Force Microscope).
  • the protective layer 25 can be formed by arc plasma type ion plating or hollow cathode type ion plating.
  • the surface state of the second layer 25b can be controlled by the following method.
  • the surface of the mold is subjected to a surface treatment using a mechanical treatment such as sandblasting or polishing, or a chemical treatment such as etching or chemical polishing so as to have a predetermined surface shape.
  • a mechanical treatment such as sandblasting or polishing
  • a chemical treatment such as etching or chemical polishing so as to have a predetermined surface shape.
  • the second layer 25b can have a predetermined surface shape.
  • the thermal printer Z1 of this embodiment includes the above-described thermal head X1, the transport mechanism 40, a platen roller 50, a power supply device 60, and a control device 70.
  • the thermal head X1 is mounted on a mounting surface 80a of a mounting member 80 disposed on a housing (not shown) of the thermal printer Z1.
  • the thermal head X1 is attached to the attachment member 80 along a main scanning direction which is a 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 transports the recording medium P such as thermal paper or image receiving paper to which ink is transferred in the direction of arrow S in FIG. It is for carrying.
  • the drive unit has a function of driving the transport rollers 43, 45, 47, and 49, and may use, for example, a motor.
  • the transport rollers 43, 45, 47, and 49 cover, for example, cylindrical shafts 43a, 45a, 47a, and 49a made of metal such as stainless steel with elastic members 43b, 45b, 47b, and 49b made of butadiene rubber or the like. Can be configured.
  • an ink film (not shown) is transported together with the recording medium P between the recording medium P and the heating section 9 of the thermal head X1.
  • the platen roller 50 has a function of pressing the recording medium P onto the protective layer 25 located on the heating section 9 of the thermal head X1.
  • the platen roller 50 is disposed so as to extend along a direction orthogonal to the transport direction S, and both ends are supported and fixed so that the platen roller 50 can rotate while pressing the recording medium P on the heat generating unit 9.
  • the platen roller 50 can be configured by, for example, covering a cylindrical shaft body 50a made of metal such as stainless steel 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 heating portion 9 of the thermal head X1 to generate heat and a current for operating the drive 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 X1 as described above.
  • the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the heat generating portion 9 of the thermal head X1 with the platen roller 50, and conveys the recording medium P onto the heat generating portion 9 with the conveying mechanism 40. By causing the heat generating section 9 to selectively generate heat, predetermined printing is performed 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 the ink of an ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P onto the recording medium P.
  • the thermal printer Z1 of the present disclosure may use cut paper (not shown) as the recording medium P. Thereby, the conveyance of the cut sheet can be made smooth. That is, since the cut sheet is conveyed one by one, each time a new cut sheet is conveyed, it comes into contact with the protective layer 25 again and again. Therefore, the protective layer 25 is easily worn.
  • the thermal head X1 since the kurtosis Rku of the protective layer 25 is smaller than 3, a certain amount of contact area can be ensured by the peak with a large undulation. As a result, the stress generated by the contact with the cut paper can be reduced, and the protective layer 25 is less likely to be worn.
  • cut paper refers to sheets other than roll paper such as sheets or cards.
  • FIG. 6 schematically shows a state in which the thermal head X1 is pressed by the platen roller 50.
  • the protective layer 25 is not shown with a two-layer structure.
  • the thermal head X1 is disposed on a pressing member 55 provided on the mounting surface 80 of the mounting member 80.
  • the pressing member 55 presses the thermal head X1 in a direction away from the mounting surface 80. Therefore, the thermal head X1 is pressed toward the platen roller 50, and is pressed against the platen roller 50.
  • the thermal head X1 can be pressed against the recording medium P (see FIG. 5) passing between the thermal head X1 (protective layer 25) and the platen roller 50, and fine printing can be performed.
  • the pressing member 55 may use a spring such as a coil spring, a plate spring, or a disc spring. Further, a member having a high elastic modulus may be used as the pressing member 55.
  • the recording medium P is pressed by the pressing member 55 against the thermal head X1.
  • the protective layer 25 has a region E that comes into contact with the recording medium P, as shown in FIG.
  • the protective layer 25 c disposed at a position corresponding to the pressing member 55 is different from the other portions of the protective layer 25. From the stress increases. This provides an environment where the protective layer 25c disposed at a position corresponding to the pressing member 55 is easily worn.
  • the thermal printer Z1 of the present disclosure may have a configuration in which the kurtosis Rku of the protection layer 25c disposed at a position corresponding to the pressing member 55 is smaller than the kurtosis Rku of the protection layer 25 in other portions. .
  • the contact area between the protective layer 25c disposed at the position corresponding to the pressing member 55 and the recording medium P is larger than the contact area between the protective layer 25 and the recording medium P in other portions.
  • the skewness Rsk of the protection layer 25c disposed at a position corresponding to the pressing member 55 may be larger than the skewness Rsk of the protection layer 25 in other portions.
  • the number of peaks in the protective layer 25c arranged at a position corresponding to the pressing member 55 can be made larger than the number of peaks in the other portions of the protective layer 25. Therefore, the contact area between the recording medium P and the protective layer 25c disposed at a position corresponding to the pressing member 55 is larger than the contact area between the protective layer 25 and the recording medium P in other portions. As a result, the stress generated in the protective layer 25c disposed at the position corresponding to the pressing member 55 can be reduced with a wide contact area, and the protective layer 25c disposed at the position corresponding to the pressing member 55 is not easily worn. Become. Consequently, the wear resistance of the protective layer 25 can be improved.
  • the arithmetic average roughness Ra, Kurtosis Rku, and skewness Rsk of the protective layer 25 indicate the arithmetic average roughness Ra, Kurtosis Rku, and skewness Rsk of a region E of the surface of the protective layer 25 that comes into contact with the recording medium P. ing.
  • the thermal head according to the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the thermal head.
  • the example in which the protective layer 25 is formed by the first layer 25a and the second layer 25b has been described, but may be a single layer.
  • the thin-film head having the heat-generating portion 9 in which the electric resistance layer 15 is formed of a thin film is shown as an example, the present invention is not limited to this.
  • a thick film head having a large heating portion 9 in which the electric resistance layer 15 is formed of a thick film after patterning various electrodes may be used.
  • the flat head in which the heat generating portion 9 is formed on the first surface 7f of the substrate 7 has been described as an example, an end surface head in which the heat generating portion 9 is located on the end surface of the substrate 7 may be used.
  • the heat generating portion 9 may be formed by forming the common electrode 17 and the individual electrode 19 on the heat storage layer 13 and forming the electric resistance layer 15 only in a region between the common electrode 17 and the individual electrode 19. .
  • the sealing member 12 may be formed of the same material as the covering member 29 that covers the driving IC 11. In this case, when the covering member 29 is printed, printing may also be performed on the region where the sealing member 12 is formed, so that the covering member 29 and the sealing member 12 may be simultaneously formed.
  • a flexible printed circuit may be connected to the substrate 7.
  • X1 Thermal head Z1 Thermal printer E Area of protective layer in contact with recording medium 1 Heatsink 3 Head base 7 Substrate 9 Heating section 11 Drive IC DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Sealing member 13 Thermal storage layer 14 Adhesive member 15 Electric resistance layer 17 Common electrode 19 Individual electrode 21 First connection electrode 25 Protective layer 25a First layer 25b Second layer 26 Second connection electrode 27 Cover layer 31 Connector

Landscapes

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Abstract

本開示のサーマルヘッドＸ１は、基板７と、発熱部９と、電極１７，１９と、保護層２５と、を備える。発熱部９は、基板７上に位置する。電極１７，１９は、基板７上に位置し、発熱部９に繋がっている。保護層２５は、発熱部９および電極１７，１９の一部を被覆する。保護層２５のクルトシスＲｋｕは３より小さい。また、本開示のサーマルヘッドＸ１は、基板７と、発熱部９と、電極１７，１９と、保護層２５と、を備える。発熱部９は、基板７上に位置する。電極１７，１９は、基板７上に位置し、発熱部９に繋がっている。保護層２５は、発熱部９および電極１７，１９の一部を被覆する。保護層２５のスキューネスＲｓｋは、０より小さい。

Description

サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
　本開示は、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、基板上に位置する発熱部と、基板上に位置し、発熱部に繋がっている電極と、発熱部および電極の一部を被覆する保護層と、を備えるサーマルヘッドが知られている（特許文献１参照）。
国際公開第２００７／１４８６６３号
　本開示のサーマルヘッドは、基板と、発熱部と、電極と、保護層と、を備える。前記発熱部は、前記基板上に位置する。前記電極は、前記基板上に位置し、前記発熱部に繋がっている。前記保護層は、前記発熱部および前記電極の一部を被覆する。また、前記保護層のクルトシスＲｋｕが、３より小さい。
　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、前記発熱部上に位置する前記保護層上に、記録媒体を搬送する搬送機構と、前記記録媒体を押圧するプラテンローラと、を備える。
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のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図１に示すサーマルヘッドの保護層の近傍を拡大して示す断面図である。 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。 図５に示すサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドの取付けを示す概略図である。
　従来のサーマルヘッドでは、保護層のすべり性を向上させるために、記録媒体との接触面積を小さくすべく、保護層の接触面を凹凸状に形成された保護層が用いられている。それにより、記録媒体が、保護層に貼りつきにくくなり、いわゆるスティッキングが発生しにくくなっている。
　しかしながら、上記従来のサーマルヘッドでは、記録媒体を押圧するプラテンローラからの外力が凸部に集中することにより、保護層の耐摩耗性が低い。
　本開示のサーマルヘッドは、保護層のすべり性を保ちつつ、保護層の耐摩耗性を向上させるものである。以下、本開示のサーマルヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタについて、詳細に説明する。
　＜第１の実施形態＞
　以下、サーマルヘッドＸ１について図１～４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おり、被覆部材２９を破線にて示している。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図４は、サーマルヘッドＸ１の保護層２５の近傍を拡大して示している。
　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。なお、コネクタ３１、封止部材１２、放熱板１、および接着部材１４は、必ずしも備えていなくてもよい。
　放熱板１は、ヘッド基体３の余剰の熱を放熱する。ヘッド基体３は、接着部材１４を介して放熱板１上に載置されている。ヘッド基体３は、外部から電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐ（図５参照）に印画を行う。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。コネクタ３１は、ヘッド基体３を外部に電気的に接続する。コネクタ３１は、コネクタピン８とハウジング１０とを有している。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、直方体形状である。放熱板１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体３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、長方形状であり、基板７上にサーマルヘッドＸ１を構成する各部材が配置されている。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、封止部材１２、接着部材１４およびコネクタ３１について説明する。
　ヘッド基体３は、基板７と、蓄熱層１３と、電気抵抗層１５と、共通電極１７と、個別電極１９と、第１接続電極２１と、接続端子２と、導電部材２３と、駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１と、被覆部材２９と、保護層２５と、被覆層２７とを有している。なお、これらの部材は、必ずしもすべて備えていなくてもよい。また、ヘッド基体３は、これら以外の部材を備えていてもよい。
　基板７は、放熱板１上に配置されており、平面視して、矩形状である。基板７は、第１面７ｆと、第２面７ｇと、側面７ｅとを有している。第１面７ｆは、第１長辺７ａと、第２長辺７ｂと、第１短辺７ｃと、第２短辺７ｄとを有している。第１面７ｆ上にヘッド基体３を構成する各部材が配置されている。第２面７ｇは、第１面７ｆと反対側に位置している。第２面７ｇは、放熱板１側に位置しており、接着部材１４を介して放熱板１に接合されている。側面７ｅは、第１面７ｆと第２面７ｇとを接続しており、第２長辺７ｂ側に位置している。
　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形成されている。
　蓄熱層１３は、基板７の第１面７ｆ上に位置している。蓄熱層１３は、第１面７ｆから上方に***している。言い換えると、蓄熱層１３は、基板７の第１面７ｆから遠ざかる方向に突出している。
　蓄熱層１３は、基板７の第１長辺７ａに隣り合うように配置され、主走査方向に沿って延びている。蓄熱層１３の断面が略半楕円形状であることにより、発熱部９上に形成された保護層２５が、印画する記録媒体Ｐに良好に接触する。蓄熱層１３の基板７の第１面７ｆからの高さは３０～６０μｍとすることができる。
　蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積する。そのため、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めることができる。
　蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストをスクリーン印刷等によって基板７の第１面７ｆに塗布し、これを焼成することで形成される。
　電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の上面に位置しており、電気抵抗層１５上には、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６が形成されている。共通電極１７と個別電極１９との間には、電気抵抗層１５が露出した露出領域が形成されている。電気抵抗層１５の露出領域は、図２に示すように、蓄熱層１３上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部９を構成している。
　なお、電気抵抗層１５は、各種電極と蓄熱層１３との間に必ずしも位置する必要はない。例えば、共通電極１７と個別電極１９とを電気的に接続するように、共通電極１７と個別電極１９との間のみに位置していてもよい。
　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、複数の発熱部９は、複数の群に分かれており、各群の発熱部９と各群に対応して配置された駆動ＩＣ１１とが、個別電極１９によって電気的に接続されている。
　複数の第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。各駆動ＩＣ１１に接続された複数の第１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。
　複数の第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。複数の第２接続電極２６は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。
　これらの共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１、および第２接続電極２６は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。
　複数の接続端子２は、共通電極１７および第１接続電極２１をＦＰＣ５に接続するために、第１面７ｆの第２長辺７ｂ側に配置されている。接続端子２は、後述するコネクタ３１のコネクタピン８に対応して配置されている。
　各接続端子２上には、導電部材２３が設けられている。導電部材２３としては、例えば、はんだ、あるいはＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｐａｓｔｅ）等を例示することができる。なお、導電部材２３と接続端子２との間にＮｉ、Ａｕ、あるいはＰｄによるめっき層を配置してもよい。
　上記のヘッド基体３を構成する各種電極は、各々を構成するＡｌ、Ａｕ、あるいはＮｉ等の金属の材料層を蓄熱層１３上に、スパッタリング法等の薄膜成形技術によって順次積層した後、積層体をフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成することができる。なお、ヘッド基体３を構成する各種電極は、同じ工程によって同時に形成することができる。
　駆動ＩＣ１１は、図２に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９と第１接続電極２１とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御する機能を有している。駆動ＩＣ１１としては、スイッチングＩＣを用いることができる。
　保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の一部を被覆している。保護層２５は、被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは印画する記録媒体Ｐとの接触による摩耗から保護するためのものである。
　被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６を部分的に被覆するように基板７上に配置されている。被覆層２７は、被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。被覆層２７は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂等の樹脂材料により形成することができる。
　駆動ＩＣ１１は、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６に接続された状態で、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって封止されている。被覆部材２９は、主走査方向に延びるように配置されており、複数の駆動ＩＣ１１を一体的に封止している。
　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、第１端と第２端とを有している。第１端がハウジング１０の外部に露出しており、第２端がハウジング１０の内部に収容され、外部に引き出されている。コネクタピン８の第１端は、ヘッド基体３の接続端子２に電気的に接続されている。それにより、コネクタ３１は、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している。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配置されている。
　封止部材１２は、接続端子２、およびコネクタピン８の第１端が外部に露出しないように配置されており、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い。また、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとが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、ヘッド基体３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を用いて、保護層２５について詳細に説明する。
　保護層２５は、第１層２５ａと第２層２５ｂとを備えている。第１層２５ａは、基板７上に位置している。より詳細には、第１層２５ａは、発熱部９の全域を被覆している。また、第１層２５ａは、図２に示されるように、電極の一部を被覆している。より詳細には、第１層２５ａは、主配線部１７ａの全域、副配線部１７ｂの第１長辺７ａ側の一部、リード部１７ｃの全域を被覆している、また、第１層２５ａは、個別電極１９の発熱部９側の一部を被覆している。
　第１層２５ａとしては、ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＯ2，ＳｉＡｌＯＮ，ＳｉＣ等を例示することができる。
　第１層２５ａの厚みは、２～１０μｍに設定することができる。第１層２５ａの厚みを２μｍ以上とすることにより、個別電極１９の絶縁性が向上する。また、第１層２５ａの厚みを６μｍ以下とすることにより、発熱部９の熱を記録媒体Ｐに伝達しやすくなり、サーマルヘッドＸ１の熱効率が向上する。
　第２層２５ｂは、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＯＮ等を例示することができる。第１層２５ａとして、ＴｉＮを用いた場合、例えば、Ｔｉを４０～６０原子％、Ｎを４０～６０原子％含有するように設定できる。
　第２層２５ｂの厚みは、２～６μｍに設定することができる。第２層２５ｂの厚みを２μｍ以上とすることにより、耐摩耗性が向上する。また、第２層２５ｂの厚みを６μｍ以下とすることにより、発熱部９の熱を記録媒体Ｐに伝達しやすくなり、サーマルヘッドＸ１の熱効率が向上する。なお、第２層２５ｂは、最外層にあたり、記録媒体Ｐと接触するものである。
　第２層２５ｂの算術平均粗さＲａは、例えば、６７．７μｍ以下である。それにより第２層２５ｂと記録媒体Ｐとの接触面積を小さくすることができ、それゆえ、第２層２５ｂと記録媒体Ｐとに生じる摩擦力を低減することができる。その結果、第２層２５ｂの耐摩耗性を向上できる。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２０１３）に規定された値である。
　第２層２５ｂのクルトシスＲｋｕは、３より小さく、例えば、０．１～２．９に設定される。クルトシスＲｋｕは、表面状態の鋭さの尺度である尖度を示す指標である。クルトシスＲｋｕが３より小さいと、巨視的にみると山の表面が平坦であり、微視的にみると山の表面に小さな山あるいは谷を有することを示す。また、クルトシスＲｋｕが３より大きいと、巨視的にみると山の表面が平坦でなく、微視的にみると山の表面に鋭い山や谷が多いことを示す。なお、クルトシスＲｋｕは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２０１３）に規定された値である。
　第２層２５ｂのスキューネスＲｓｋは、０より小さく、例えば、－０．２～－２．０に設定される。スキューネスＲｓｋは、粗さ曲線における平均高さを中心線として、山部と谷部との比率を示す指標である。スキューネスＲｓｋが０より小さいと、谷部が山部より多いことを示す。また、スキューネスＲｓｋが０より大きいと、山部が谷部より多いことを示す。なお、スキューネスＲｓｋは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２０１３）に規定された値である。
　ここで、記録媒体との接触面積を小さくするために、保護層の接触面を凹凸状に形成された保護層が知られている。しかしながら、記録媒体からの外力が凸部に集中することにより、凸部が摩耗して保護層の耐摩耗性が低い場合がある。さらに、凸部が摩耗した場合、保護層の接触面が平坦に近づき、記録媒体との接触面積が大きくなる。それにより、記録媒体が保護層に貼りついてしまい、スティッキングが発生する場合がある。
　これに対して、本開示のサーマルヘッドＸ１は、第２層２５ｂのクルトシスＲｋｕが３より小さい構成を有している。それにより、第２層２５ｂの表面は、巨視的にみると山の表面が平坦であり、微視的にみると山の表面に小さな山あるいは谷を有する構造となっている。換言すると、うねりの大きな山を複数有し、山の表面に、微小な山あるいは谷を有する構造となっている。
　そのため、サーマルヘッドＸ１は、うねりの大きな山により、ある程度の接触面積を有しながら記録媒体Ｐを支持しつつ、微小な山により記録媒体Ｐと第２層２５ｂとの間に隙間を有する構造となる。その結果、第２層２５ｂが摩耗しにくく、かつ第２層２５ｂに記録媒体Ｐが貼りつきにくくなる。それゆえ、耐摩耗性が向上しつつ、スティッキングが発生しにくいサーマルヘッドＸ１を提供できる。
　また、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、スティッキングが発生しにくくなり、すべり性の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。また、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、印字音が小さくなり、騒音の少ないサーマルプリンタＺ１を提供することができる。また、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、インクリボンを使用する熱転写印画方式において、インクリボンにシワが生じにくくなる。その結果、サーマルヘッドＸ１は精細な印画を行うことができる。
　また、本開示のサーマルヘッドＸ１は、基板７の長手方向（以下、単に長手方向と称する）における両端部に位置する第２層２５ｂのクルトシスＲｋｕが、長手方向における中央部に位置する第２層２５ｂのクルトシスＲｋｕよりも大きくてもよい。
　上記構成により、長手方向の中央部に位置する第２層２５ｂの記録媒体Ｐとの接触面積が、長手方向の両端部に位置する第２層２５ｂの記録媒体Ｐとの接触面積よりも大きくなる。その結果、長手方向において、記録媒体Ｐと第２層２５ｂとの摩擦力は、中央部のほうが、両端部よりも大きくなる。
　それゆえ、記録媒体Ｐにシワが生じようとした際に、シワは、長手方向の中央部から、摩擦力の小さな両端部に向けて逃がすことができる。その結果、記録媒体Ｐの搬送とともに、シワが伸ばされることとなり、記録媒体Ｐにシワが生じにくくなる。
　また、本開示のサーマルヘッドＸ１は、第２層２５ｂのスキューネスＲｓｋが０より小さい構成を有していてもよい。そのため、第２層２５ｂの表面は、山部が谷部に比べて多い構成となる。その結果、記録媒体Ｐと第２層２５ｂとの接触面積を増加させることができる。それゆえ、山部により記録媒体Ｐを支持しつつ、記録媒体Ｐとの間には谷部により複数の隙間が位置することとなる。それにより、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなる。
　記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、スティッキングが発生しにくくなり、すべり性の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。また、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、印字音が小さくなり、騒音の少ないサーマルプリンタＺ１を提供することができる。また、記録媒体Ｐが第２層２５ｂに貼りつきにくくなることから、インクリボンを使用する熱転写印画方式において、インクリボンにシワが生じにくくなる。その結果、サーマルヘッドＸ１は精細な印画を行うことができる。
　また、本開示のサーマルヘッドＸ１は、長手方向における両端部に位置する第２層２５ｂのスキューネスＲｓｋが、長手方向における中央部に位置する第２層２５ｂのスキューネスＲｓｋよりも小さい構成を有している。
　上記構成により、長手方向の中央部に位置する第２層２５ｂの山部は、長手方向の両端部に位置する第２層２５ｂの山部よりも大きい構成となる。その結果、長手方向の中央部に位置する第２層２５ｂの記録媒体Ｐとの接触面積が、長手方向の両端部に位置する第２層２５ｂの記録媒体Ｐとの接触面積よりも大きくなる。そのため、長手方向において、記録媒体Ｐと第２層２５ｂとの摩擦力は、中央部のほうが、両端部よりも大きくなる。
　それゆえ、記録媒体Ｐにシワが生じようとした際に、シワは、長手方向の中央部から、摩擦力の小さな両端部に向けて逃がすことができる。その結果、記録媒体Ｐの搬送とともに、シワが伸ばされることとなり、記録媒体Ｐにシワが生じにくくなる。
　なお、長手方向における両端部とは、図６で示す、保護層２５の記録媒体Ｐと接触する領域Ｅのそれぞれの副走査方向における端から、保護層２５の記録媒体Ｐと接触する領域Ｅの長さのうち２５％の長さまでの領域を言う。また、長手方向における中央部とは、保護層２５の記録媒体Ｐと接触する領域Ｅのそれぞれの短辺から、保護層２５の記録媒体Ｐと接触する領域Ｅの長手方向の長さのうち２５％～７５％の長さまでの領域を言う。
　算術平均粗さＲａ、スキューネスＲｓｋ、およびクルトシスＲｋｕは、例えば、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２０１３）に準拠して測定できる。なお、測定には、接触式の表面粗さ計、あるいは、非接触式の表面粗さ計を用いることができ、例えば、オリンパス製のＬＥＸＴ　ＯＬＳ４０００を用いることができる。測定条件として、例えば、測定長さを０．４ｍｍ、カットオフ値を０．００８ｍｍ、スポット径を０．４μｍ、走査速度を１ｍｍ／秒とすればよい。
　また、保護層２５のスキューネスＲｓｋおよびクルトシスＲｋｕは、例えば、発熱部９上に位置する保護層２５の位置で測定すればよい。この場合、発熱部９上の保護層２５を通過するように、スポットを副走査方向に動かして測定すればよい。このとき、スキューネスＲｓｋおよびクルトシスＲｋｕを複数回測定し、その平均値を測定結果としてもよい。
　なお、算術平均粗さＲａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて測定してもよい。
　保護層２５は、アークプラズマ方式イオンプレーティング、あるいはホロカソード方式イオンプレーティングにより形成することができる。
　第２層２５ｂの表面状態は、以下の方法により制御することができる。例えば、サンドブラスト、研磨等の機械処理、エッチング、化学研磨等の化学処理を用いて、金型の表面に、所定の表面形状となるように表面処理を施す。そして、金型の表面を第２層２５ｂに押し当てることにより、第２層２５ｂを所定の表面形状とすることができる。
　次に、サーマルヘッドＸ１を有するサーマルプリンタＺ１について、図５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）に配置された取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。
　搬送機構４０は、駆動部（不図示）と、搬送ローラ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５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、記録媒体Ｐが、インクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルム（不図示）を搬送する。
　プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に位置する保護層２５上に押圧する機能を有する。プラテンローラ５０は、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。
　本開示のサーマルプリンタＺ１は、記録媒体Ｐとしてカット紙（不図示）を用いてもよい。それにより、カット紙の搬送を円滑にすることができる。すなわち、カット紙は１枚ごとに搬送されるため、新たなカット紙が搬送される度に、保護層２５に何度も新たに接触することとなる。そのため、保護層２５が摩耗しやすい。
　これに対して、サーマルヘッドＸ１は、保護層２５のクルトシスＲｋｕが３より小さいことから、うねりの大きな山により、ある程度の接触面積を確保することができる。その結果、カット紙との接触により生じる応力を緩和することができ、保護層２５が摩耗されにくくなる。
　なお、カット紙は、枚葉紙あるいはカード等のロール紙以外のものを示している。
　図６を用いて、サーマルヘッドＸ１のサーマルプリンタＺ１への取り付けを説明する。なお、図６では、サーマルヘッドＸ１がプラテンローラ５０に押圧された状態を模式的に示している。保護層２５は、２層構造を省略して示している。
　サーマルヘッドＸ１は、取付部材８０の取付面８０に設けられた押圧部材５５上に配置されている。押圧部材５５は、取付面８０から離れる方向にサーマルヘッドＸ１を押圧する。そのため、サーマルヘッドＸ１は、プラテンローラ５０に向けて押圧されることとなり、プラテンローラ５０に押し当てられている。それにより、サーマルヘッドＸ１（保護層２５）とプラテンローラ５０との間を通過する記録媒体Ｐ（図５参照）に、サーマルヘッドＸ１を押し当てることができ、精細な印画を行うことができる。
　押圧部材５５は、例えば、コイルばね、板バネ、あるいは皿ばね等のばねを用いれてばよい。また、高弾性率を有する部材を押圧部材５５として用いてもよい。
　記録媒体Ｐは、押圧部材５５によりサーマルヘッドＸ１に押圧されている。保護層２５は、図６で示すように、記録媒体Ｐと接触する領域Ｅを有している。
　ここで、押圧部材５５によりサーマルヘッドＸ１がプラテンローラ５０に押し当てられる場合に、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃは、保護層２５の他の部位に比べて押圧部材５５からの応力が高くなる。それにより、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃが摩耗しやすい環境となる。
　また、本開示のサーマルプリンタＺ１は、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃのクルトシスＲｋｕが、他の部分の保護層２５のクルトシスＲｋｕよりも小さい構成を有していてもよい。
　それにより、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃと記録媒体Ｐとの接触面積が、他の部分の保護層２５と記録媒体Ｐとの接触面積よりも大きくなる。その結果、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃに生じる応力を、広い接触面積で緩和することができ、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃが摩耗しにくくなる。ひいては、保護層２５の耐摩耗性を向上できる。
　また、本開示のサーマルプリンタＺ１は、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃのスキューネスＲｓｋが、他の部分の保護層２５のスキューネスＲｓｋよりも大きくてもよい。
　それにより、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃにおける山部を、他の部分の保護層２５における山部よりも多くすることができる。そのため、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃと記録媒体Ｐとの接触面積が、他の部分の保護層２５と記録媒体Ｐとの接触面積よりも大きくなる。その結果、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃに生じる応力を、広い接触面積で緩和することができ、押圧部材５５に対応する位置に配置された保護層２５ｃが摩耗しにくくなる。ひいては、保護層２５の耐摩耗性を向上できる。
　なお、保護層２５の算術平均粗さＲａ、クルトシスＲｋｕ、スキューネスＲｓｋとは、保護層２５の表面のうち、記録媒体Ｐと接触する領域Ｅの算術平均粗さＲａ、クルトシスＲｋｕ、スキューネスＲｓｋを示している。
　以上、本開示のサーマルヘッドは、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、保護層２５が、第１層２５ａおよび第２層２５ｂにより形成される例を示したが、単層であってもよい。
　また、電気抵抗層１５を薄膜によって形成した、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を厚膜によって形成した、発熱部９の厚い厚膜ヘッドであってもよい。
　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の端面に位置する端面ヘッドでもよい。
　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。
　また、封止部材１２を、駆動ＩＣ１１を被覆する被覆部材２９と同じ材料により形成してもよい。その場合、被覆部材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、被覆部材２９と封止部材１２とを同時に形成してもよい。
　また、基板７に直接コネクタ３１を接続した例を示したが、基板７にフレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Flexible　printed  circuits）を接続してもよい。
　Ｘ１　サーマルヘッド
　Ｚ１　サーマルプリンタ
　Ｅ　保護層の記録媒体と接触する領域
　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
　１４　接着部材
　１５　電気抵抗層
　１７　共通電極
　１９　個別電極
　２１　第１接続電極
　２５　保護層
　　２５ａ　第１層
　　２５ｂ　第２層
　２６　第２接続電極
　２７　被覆層
　３１　コネクタ

Claims (8)

  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、前記発熱部に繋がっている電極と、
    　前記発熱部および前記電極の一部を被覆する保護層と、を備え、
    　前記保護層のクルトシスＲｋｕが、３より小さい、サーマルヘッド。
  2. 　前記基板の長手方向における両端部に位置する保護層のクルトシスＲｋｕが、前記基板の長手方向における中央部に位置する保護層のクルトシスＲｋｕよりも大きい、請求項１に記載のサーマルヘッド。
  3. 　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、前記発熱部に繋がっている電極と、
    　前記発熱部および前記電極の一部を被覆する保護層と、を備え、
    　前記保護層のスキューネスＲｓｋが、０より小さい、サーマルヘッド。
  4. 　前記基板の長手方向における両端部に位置する保護層のスキューネスＲｓｋが、前記基板の長手方向における中央部に位置する保護層のスキューネスＲｓｋよりも小さい、請求項３に記載のサーマルヘッド。
  5. 　請求項１から４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。
  6. 　前記プラテンローラに対して、前記サーマルヘッドを押し当てる押圧部材、をさらに備え、
    　前記押圧部材に対応する位置に配置された前記保護層のクルトシスＲｋｕが、他の部分の前記保護層のクルトシスＲｋｕよりも小さい、請求項５に記載のサーマルプリンタ。
  7. 　前記プラテンローラに対して、前記サーマルヘッドを押し当てる押圧部材、をさらに備え、
    　前記押圧部材に対応する位置に配置された前記保護層のスキューネスＲｓｋが、他の部分の前記保護層のスキューネスＲｓｋよりも大きい、請求項５に記載のサーマルプリンタ。
  8. 　前記記録媒体が、カット紙である、請求項５から７のうちいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
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