特許 7271260 サーマルプリントヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】サーマルプリントヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/335 20060101AFI20230501BHJP

【ＦＩ】

B41J2/335 101F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019065352

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020163654

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】一色 翔太

(72)【発明者】

【氏名】山出 琢巳

【審査官】井出 元晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３７０３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６５０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００６７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２１７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７８０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２９３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７４５１５７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／３３５

Ｂ４１Ｊ ２／３１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面を有する基板と、
前記基板の主面上に形成されたガラス層と、
前記ガラス層上に形成された電極層及び抵抗体層と、
前記抵抗体層及び前記電極層を覆う保護層と、
を備え、
前記保護層は、
前記抵抗体層を覆う抵抗体被覆部を含む第１保護層と、前記抵抗体被覆部を少なくとも覆う第２保護層と、を有し、
前記第２保護層は、炭化ケイ素及び窒化クロムを含み、前記第２保護層における炭化ケイ素の含有率に対する前記第２保護層におけるクロムの含有率の比が１／３以上、３以下の範囲となるように形成されている
サーマルプリントヘッド。

【請求項2】

前記第２保護層は、前記第２保護層における炭化ケイ素の含有率に対する前記第２保護層におけるクロムの含有率の比が１／２以上、２以下の範囲となるように形成されている
請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項3】

前記第２保護層は、前記第２保護層における炭化ケイ素の含有率に対する前記第２保護層におけるクロムの含有率の比が１となるように形成されている
請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項4】

前記第２保護層の厚さは、前記第１保護層の厚さよりも薄い
請求項１～３のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項5】

前記第２保護層は、薄膜が複数積層された多層構造である
請求項１～４のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項6】

前記ガラス層は、主走査方向に延びる帯状であって、前記主走査方向と直交する平面で切った断面形状が円弧状のグレーズを有し、
前記抵抗体層は、前記グレーズに配置され、
前記第１保護層及び前記第２保護層はそれぞれ、前記グレーズを覆うように形成されている
請求項１～５のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項7】

前記基板の主面に垂直な方向からみて、副走査方向における前記第２保護層の長さは、前記副走査方向における前記第１保護層の長さよりも短い
請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項8】

前記電極層は、
副走査方向に延び、主走査方向において互いに間隔をあけて配置されている複数の第１帯状部、及び前記主走査方向に延び、前記複数の第１帯状部を接続している連結部を有する共通電極と、
前記副走査方向に延びる第２帯状部を有する複数の個別電極と、
を備え、
前記主走査方向からみて、前記第１帯状部及び前記第２帯状部は重なるように配置され、かつ、前記主走査方向において、前記第１帯状部及び前記第２帯状部は交互に配置されている
請求項１～７のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項9】

前記ガラス層は、前記主走査方向に延びる帯状であって、前記主走査方向と直交する平面で切った断面形状が円弧状のグレーズを有し、
前記複数の第１帯状部及び前記複数の第２帯状部はそれぞれ、前記グレーズ上に配置され、
前記抵抗体層は、前記複数の第１帯状部上及び前記複数の第２帯状部上を跨るように配置されている
請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

サーマルプリントヘッドは、例えば感熱記録紙に印字するサーマルプリンタに搭載される。従来のサーマルプリントヘッドの一例としては、セラミック基板と、セラミック基板上に形成されたグレーズ層と、グレーズ層上に形成された発熱抵抗体と、発熱抵抗体上に形成され、発熱抵抗体に電流を供給する電極と、発熱抵抗体を被覆する第１保護層としての抵抗体保護層と、抵抗体保護層上に形成された第２保護層としての耐摩耗層とを備える（例えば、特許文献１参照）。このようなサーマルプリントヘッドは、被印刷物を耐摩耗層に押し当てて電極を通じて発熱抵抗体を発熱させることによって被印刷物に印字する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－３２９３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、第２保護層は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）によって形成される場合がある。ＳｉＣによって形成された第２保護層では、被印刷物として感熱記録紙に印字する場合、感熱記録紙がサーマルプリントヘッドに不要に張り付く、いわゆるスティッキング現象が発生する場合がある。スティッキング現象が発生すると、感熱記録紙が円滑に搬送されずに副走査方向において感熱記録紙に印字されるラインに印字がされない。

【0005】

本発明の目的は、スティッキング現象の発生の抑制できるサーマルプリントヘッドを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するサーマルプリントヘッドは、主面を有する基板と、前記基板の主面上に形成されたガラス層と、前記ガラス層上に形成された電極層及び抵抗体層と、前記抵抗体層及び前記電極層を覆う保護層と、を備え、前記保護層は、前記抵抗体層を覆う抵抗体被覆部を含む第１保護層と、前記抵抗体被覆部を少なくとも覆う第２保護層と、を有し、前記第２保護層は、炭化ケイ素及び窒化クロムを含む。

【0007】

この構成によれば、第２保護層が炭化ケイ素及び窒化クロムを含むため、第２保護層が炭化ケイ素からなる場合と比較して、摩擦係数が小さくなる。したがって、サーマルプリントヘッドが被印刷物を印字する場合に第２保護層と摺動する被印刷物におけるスティッキング現象の発生を抑制できる。

【発明の効果】

【0008】

上記サーマルプリントヘッドによれば、スティッキング現象の発生の抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態のサーマルプリントヘッドの平面図。

【図2】図１のサーマルプリントヘッドの一部の拡大図。

【図3】図１の３－３線の断面図。

【図4】図３のグレーズ及びその周辺の拡大図。

【図5】比較例１，２及び実施例１，２の第２保護層について、硬度と摩擦係数との関係を示すグラフ。

【図6】比較例１，２及び実施例１，２の第２保護層について、印字周期とスティッキング現象の発生との関係を示す表。

【図7】比較例１，２及び実施例１の第２保護層について、保護層の磨耗量を示す表。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、サーマルプリントヘッドの実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の実施形態は、種々の変更を加えることができる。

【0011】

本明細書において、「部材Ａが部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂとが物理的に直接的に接続される場合、並びに、部材Ａ及び部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。

【0012】

図１は、サーマルプリントヘッド１の平面図である。サーマルプリントヘッド１は、例えばバーコードシート及びレシートを作成するために感熱記録紙に対して１ラインごとに印字するサーマルプリンタに搭載される。図１に示すように、サーマルプリントヘッド１は、矩形板状に形成されたヘッド本体１Ａと、ヘッド本体１Ａに取り付けられたコネクタ１Ｂ，１Ｃとを備える。コネクタ１Ｂ，１Ｃは、サーマルプリントヘッド１をサーマルプリンタに組み込む際、サーマルプリンタ側のコネクタに接続される。本実施形態では、サーマルプリントヘッド１は、印字周期（１ラインの印字にかかる時間）が１．６０ｍｓ／ｌｉｎｅよりも遅いサーマルプリンタに適用される。一例では、サーマルプリントヘッド１は、印字周期が２．５０ｍｓ／ｌｉｎｅのサーマルプリンタに適用される。一例では、サーマルプリントヘッド１は、印字周期が３．３３ｍｓ／ｌｉｎｅのサーマルプリンタに適用される。

【0013】

以降の説明において、サーマルプリントヘッド１の平面視（以下、単に「平面視」という）において、ヘッド本体１Ａの長辺方向を「主走査方向Ｘ」とし、ヘッド本体１Ａの短辺方向を「副走査方向Ｙ」とし、ヘッド本体１Ａの厚さ方向を「板厚方向Ｚ」とする。板厚方向Ｚは、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙと直交する方向である。平面視において、副走査方向Ｙは、感熱記録紙の搬送方向と一致する。また便宜上、基板１０の裏面１２から主面１１に向かう方向を「上方」とし、主面１１から裏面１２に向かう方向を「下方」とする。上方及び下方は、サーマルプリントヘッド１の姿勢等によって変更されるため、実際の製品の方向として定義するものではない。

【0014】

ヘッド本体１Ａの副走査方向Ｙの上流側端部かつ主走査方向Ｘの一方の端部には、コネクタ１Ｂが接続されている。ヘッド本体１Ａの副走査方向Ｙの上流側端部かつ主走査方向Ｘの他方の端部には、コネクタ１Ｃが接続されている。なお、主走査方向Ｘにおけるコネクタ１Ｂ，１Ｃの位置は任意に変更可能である。また、１個のコネクタ又は３個以上のコネクタがヘッド本体１Ａに接続されてもよい。

【0015】

図１～図４に示すように、ヘッド本体１Ａは、基板１０、ガラス層２０、電極層３０、抵抗体層４０、保護層５０、及び駆動ＩＣ６１を備える。なお、ヘッド本体１Ａは、基板１０に加えて、例えばガラスエポキシ樹脂からなる基材層と、銅（Ｃｕ）などからなる配線層とが積層された配線基板を有する構造としてもよい。また、図１では、便宜上、保護層５０を省略して示している。

【0016】

基板１０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックからなり、例えばその厚さが０．６ｍｍ～１．０ｍｍ程度とされる。基板１０は、主走査方向Ｘに長く延びる矩形板状である。基板１０は、板厚方向Ｚにおいて互いに反対側を向く主面１１及び裏面１２を有する。基板１０の主面１１には、ガラス層２０、電極層３０、抵抗体層４０、及び保護層５０が形成されている。基板１０の裏面１２には、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属からなる放熱板を設けてもよい。

【0017】

ガラス層２０は、基板１０の主面１１上に形成されており、例えば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。ガラス層２０は、グレーズ２１、ダイボンディンググレーズ２２、中間ガラス層２３、及び先端ガラス層２４を有する。ガラス層２０は、ガラスペーストを基板１０の主面１１上に厚膜印刷した後、厚膜印刷されたガラスペーストを焼成することによって形成されている。

【0018】

グレーズ２１は、蓄熱層であって、平面視において主走査方向Ｘに延びる帯状に形成されている。本実施形態のグレーズ２１は、副走査方向Ｙ及び板厚方向Ｚを含む平面で切った断面形状が板厚方向Ｚにおいて基板１０とは反対側に凸となる円弧状に形成された、いわゆる部分グレーズである。円弧状のグレーズ２１の曲率は、サーマルプリントヘッド１の用途に応じて適宜設定可能である。グレーズ２１の副走査方向Ｙのサイズは、例えば７００μｍ程度である。グレーズ２１の板厚方向Ｚのサイズは、例えば１８μｍ～５０μｍ程度である。つまり、基板１０の主面１１からグレーズ２１の頂部２１Ａまでの板厚方向Ｚのサイズが５０μｍ程度である。グレーズ２１は、抵抗体層４０のうちの発熱する部分である発熱部４１を印刷対象である感熱記録紙に押し当てるために設けられている。

【0019】

ダイボンディンググレーズ２２は、グレーズ２１に対して副走査方向Ｙの上流側に離間した位置で、グレーズ２１と平行に設けられた帯状に形成されている。ダイボンディンググレーズ２２は、電極層３０の一部及び駆動ＩＣ６１を支持している。ダイボンディンググレーズ２２の厚さは、例えば３０μｍ～５０μｍ程度である。グレーズ２１及びダイボンディンググレーズ２２はそれぞれ、非晶質ガラスによって形成されている。グレーズ２１及びダイボンディンググレーズ２２のガラス材料の軟化点は、例えば８００℃～８５０℃である。なお、ダイボンディンググレーズ２２は省略してもよい。

【0020】

中間ガラス層２３は、副走査方向Ｙにおいて基板１０の主面１１のうちのグレーズ２１とダイボンディンググレーズ２２とに挟まれた領域を覆っている。中間ガラス層２３は、ガラス材料の軟化点が例えば６８０℃程度と、グレーズ２１及びダイボンディンググレーズ２２を形成するガラス材料よりも軟化点が低いガラス材料からなる。中間ガラス層２３の厚さは、例えば２．０μｍ程度である。先端ガラス層２４は、基板１０の主面１１のうちのグレーズ２１に対して副走査方向Ｙの下流側の領域の一部を覆っている。先端ガラス層２４は、中間ガラス層２３と同様の材質及び厚さである。中間ガラス層２３及び先端ガラス層２４はそれぞれ、基板１０の主面１１の凹凸をなくして電極層３０を積層し易くするために設けられている。本実施形態では、グレーズ２１及びダイボンディンググレーズ２２が形成された後、中間ガラス層２３及び先端ガラス層２４が形成される。

【0021】

電極層３０は、抵抗体層４０に通電するための経路を構成するものであり、ガラス層２０上に形成されている。電極層３０は、例えば添加元素としてロジウム（Ｒｈ）、バナジウム（Ｖ）、ビスマス（Ｂｉ）、シリコン（Ｓｉ）などが添加された金（Ａｕ）レジネートペーストによって形成されている。電極層３０は、金レジネートペーストを厚膜印刷した後、厚膜印刷された金レジネートペーストを焼成することによって形成されている。なお、電極層３０は、スパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成してもよい。電極層３０の厚さは特に限定されないが、例えば０．６μｍ～１．２μｍ程度である。電極層３０は、共通電極３１及び複数の個別電極３２を有する。なお、個別電極３２の個数は任意に変更可能である。

【0022】

図２に示すように、共通電極３１は、複数の第１帯状部３３、連結部３４、及び迂回部３５を有する。連結部３４は、グレーズ２１の一部と先端ガラス層２４上に形成されている。連結部３４の副走査方向Ｙの下流側端部は、先端ガラス層２４からはみ出さないように形成されている。また連結部３４の副走査方向Ｙの上流側端部は、グレーズ２１のうちの副走査方向Ｙの下流側端部に形成されている。複数の第１帯状部３３は、主走査方向Ｘにおいて等ピッチで配列されている。迂回部３５は、複数の個別電極３２を迂回するように、連結部３４の主走査方向Ｘの一方の端部から副走査方向Ｙの上流側に延びている。

【0023】

個別電極３２は、抵抗体層４０に対して部分的に通電するものであり、共通電極３１に対して逆極性となる部分である。本実施形態では、共通電極３１が正極となり、個別電極３２が負極となる。個別電極３２は、副走査方向Ｙにおいてグレーズ２１からダイボンディンググレーズ２２までにわたり延びる帯状に形成されている。各個別電極３２は、第２帯状部３６を有する。第２帯状部３６は、グレーズ２１上において主走査方向Ｘに隣り合う第１帯状部３３の間に配置されている。つまり、第１帯状部３３及び第２帯状部３６は、主走査方向Ｘにおいて交互に配置されている。各個別電極３２の副走査方向Ｙの上流側端部には、ボンディング部３７が設けられている。ボンディング部３７は、その幅寸法が第２帯状部３６の幅寸法よりも大きくなるように形成されている。複数のボンディング部３７は、主走査方向Ｘに間隔をあけて配列されている。

【0024】

駆動ＩＣ６１は、複数の個別電極３２を選択的に通電させることによって、抵抗体層４０の複数の発熱部４１のいずれかを任意に発熱させる機能を有する。図１に示すように、本実施形態では、複数の駆動ＩＣ６１が主走査方向Ｘに離間して配置されている。図３に示すように、駆動ＩＣ６１は、ダイボンディンググレーズ２２上に形成されている。より詳細には、ダイボンディンググレーズ２２上において駆動ＩＣ６１が配置される領域には、電極層３０の一部が形成されている。この電極層３０の一部上には、支持ガラス層２５が形成されている。支持ガラス層２５は、例えば非晶質ガラスからなる。駆動ＩＣ６１は、支持ガラス層２５上に配置されている。図２に示すように、駆動ＩＣ６１には、複数のパッド６２が形成されている。複数のパッド６２は、複数のワイヤ６３を介して個別電極３２のボンディング部３７、又はダイボンディンググレーズ２２上に形成された電極層３０の一部であるパッドに接続されている。図１に示すように、複数の駆動ＩＣ６１は、封止樹脂６４によって封止されている。

【0025】

図４に示すように、抵抗体層４０は、基板１０の主面１１上に形成されたグレーズ２１の頂部２１Ａにおいて、主走査方向Ｘに延びる帯状に形成されている。グレーズ２１の頂部２１Ａは、板厚方向Ｚにおいて基板１０の主面１１からグレーズ２１の表面までの高さが最も大きくなる箇所であり、本実施形態では、副走査方向Ｙにおけるグレーズ２１の中央に形成されている。抵抗体層４０は、ヘッド本体１Ａを副走査方向Ｙ及び板厚方向Ｚに沿う平面で切った断面において円弧状に形成されている。本実施形態では、抵抗体層４０は、グレーズ２１上、複数の第１帯状部３３上、及び複数の第２帯状部３６上にペーストを厚膜印刷した後、厚膜印刷されたペーストを焼成することによって形成されている。なお、抵抗体層４０は、スパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成されてもよい。抵抗体層４０の厚さは特に限定されないが、厚膜印刷の場合、例えば６μｍ程度であり、薄膜形成技術の場合、例えば０．０５μｍ～０．２μｍ程度である。

【0026】

抵抗体層４０は、グレーズ２１において、複数の第１帯状部３３及び複数の第２帯状部３６にそれぞれ交差するように形成されている。本実施形態では、抵抗体層４０は、複数の第１帯状部３３及び複数の第２帯状部３６を跨るように形成されている。抵抗体層４０のうちの主走査方向Ｘにおいて各第１帯状部３３と各第２帯状部３６とに挟まれた部分は、発熱部４１を構成している。発熱部４１は、電極層３０によって抵抗体層４０が部分的に通電されることによって発熱する部分である。発熱部４１の発熱によって感熱記録紙に印字される。本実施形態では、第２帯状部３６とこの第２帯状部３６の両隣の第１帯状部３３との間の２つの発熱部４１によって１ドットが形成される。

【0027】

図３及び図４に示すように、保護層５０は、少なくとも抵抗体層４０を保護するものであり、例えば非晶質ガラスからなる。保護層５０は、第１保護層５１及び第２保護層５２を有する。

【0028】

第１保護層５１は、少なくとも抵抗体層４０の発熱部４１を覆っている。第１保護層５１は、抵抗体層４０を覆う抵抗体被覆部５１Ａを含む。抵抗体被覆部５１Ａは、主走査方向Ｘに延びる帯状に形成されている。抵抗体被覆部５１Ａは、抵抗体層４０の全体を覆っている。本実施形態では、抵抗体被覆部５１Ａは、共通電極３１の各第１帯状部３３の一部及び各個別電極３２の第２帯状部３６の一部をそれぞれ覆っている。

【0029】

第１保護層５１は、抵抗体被覆部５１Ａよりも副走査方向Ｙの下流側に形成された下流側被覆部５１Ｂと、抵抗体被覆部５１Ａよりも副走査方向Ｙの上流側に形成された上流側被覆部５１Ｃとをさらに含む。下流側被覆部５１Ｂは、共通電極３１及び先端ガラス層２４を覆っている。上流側被覆部５１Ｃは、個別電極３２、中間ガラス層２３、及びダイボンディンググレーズ２２の一部を覆っている。

【0030】

このように、本実施形態では、第１保護層５１は、抵抗体層４０の全体及び電極層３０の大部分を覆っている。具体的には、図３に示すように、第１保護層５１は、副走査方向Ｙにおいて、基板１０の下流側端縁の手前（例えば、副走査方向Ｙにおける基板１０の下流側端縁よりも０．１ｍｍ～０．５ｍｍ上流側）からダイボンディンググレーズ２２の中央付近までにわたる領域に形成されている。すなわち第１保護層５１は、抵抗体層４０及び電極層３０を保護している。第１保護層５１は、例えば非晶質ガラスからなる。第１保護層５１は、非晶質ガラスを含むガラスペーストをガラス層２０上において抵抗体層４０及び電極層３０の一部を覆うように厚膜印刷した後、厚膜印刷されたガラスペーストを焼成することによって形成される。第１保護層５１の厚さは特に限定されないが、例えば６μｍ～８μｍ程度である。

【0031】

第２保護層５２は、第１保護層５１上に形成されている。第２保護層５２は、感熱記録紙の搬送時に感熱記録紙がサーマルプリントヘッド１に接触する可能性のある領域に形成されている。第２保護層５２は、抵抗体被覆部５１Ａを少なくとも覆っている。第２保護層５２は、第１部分５２Ａ、第２部分５２Ｂ、及び第３部分５２Ｃに区分できる。第１部分５２Ａは、第１保護層５１の抵抗体被覆部５１Ａを覆う部分である。第２部分５２Ｂは、第１部分５２Ａよりも副走査方向Ｙの下流側に形成された部分である。第３部分５２Ｃは、第１部分５２Ａよりも副走査方向Ｙの上流側に形成された部分である。本実施形態では、第２部分５２Ｂの副走査方向Ｙの下流側端縁は、第１保護層５１の副走査方向Ｙの下流側端縁よりも上流側となるように形成されている。第３部分５２Ｃの副走査方向Ｙの下流側端縁は、ダイボンディンググレーズ２２よりも副走査方向Ｙの下流側となるように形成されている。具体的には、第３部分５２Ｃの副走査方向Ｙの下流側端縁は、中間ガラス層２３のうちの副走査方向Ｙにおいてグレーズ２１寄りの部分となるように形成されている。このように、平面視において、副走査方向Ｙにおける第２保護層５２の長さは、副走査方向Ｙにおける第１保護層５１の長さよりも短い。第２保護層５２の厚さは特に限定されないが、例えば２μｍ～４μｍ程度である。本実施形態では、第２保護層５２の厚さは、４μｍである。このように、本実施形態では、第２保護層５２の厚さは、第１保護層５１の厚さよりも薄い。

【0032】

第２保護層５２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び窒化クロム（ＣｒＮ）を含むコーティング膜である。第２保護層５２は、例えば所望の領域を露出するマスクを形成した後、例えば炭化ケイ素及び窒化クロムを用いたスパッタリングによって形成されている。第２保護層５２は、所望の厚さ（４μｍ）となるようにスパッタリングによって形成された膜を複数積層することによって形成された多層構造である。第２保護層５２は、アルゴンガスに窒素を添加した不活性ガスをターゲットとなる炭化ケイ素及びクロムに衝突させることによって、第１保護層５１上に炭化ケイ素及びクロムを同時成膜することによって形成される。

【0033】

一例では、第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１／３以上、３以下の範囲となるように形成されている。好ましくは、第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１／２以上、２以下の範囲となるように形成されている。本実施形態では、第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１となるように形成されている。

【0034】

ここで、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比は、第２保護層５２に含有される炭化ケイ素の重量パーセント（ｗｔ％）から第２保護層５２に含有されるクロムの重量パーセント（ｗｔ％）を除算した値である。第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比は、スパッタリングにおいてターゲットとなる炭化ケイ素及びクロムに供給される電力（ｋＷ）によって調整される。第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１／３の場合、炭化ケイ素に供給される電力は２．３ｋＷであり、クロムに供給されるエネルギーは２．０ｋＷである。第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が３の場合、炭化ケイ素に供給される電力は６．０ｋＷであり、クロムに供給される電力は０．６ｋＷである。第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１の場合、炭化ケイ素に供給される電力は３．０ｋＷであり、クロムに供給される電力は１．０ｋＷである。

【0035】

（実施例）
本願発明者らは、比較例１，２及び実施例１，２について次の第１試験～第３試験を実施した。第１試験は、第２保護層５２の特徴的な諸元と、摩擦係数及び硬度との関係を確認するための試験である。第２試験は、第２保護層５２の特徴的な諸元と、所定距離にわたり感熱記録紙に印字した場合のスティッキング現象の発生との関係を確認する試験である。第３試験は、第２保護層５２の特徴的な諸元と、所定距離にわたり感熱記録紙を搬送した場合の第２保護層５２の磨耗量を確認する試験である。第２保護層５２の特徴的な諸元は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比である。

【0036】

比較例１は、炭化ケイ素からなる第２保護層を有するサーマルプリントヘッドである。比較例１では、アルゴンガスを炭化ケイ素に衝突させることによって炭化ケイ素からなる第２保護層を形成する。

【0037】

比較例２は、窒化クロムからなる第２保護層を有するサーマルプリントヘッドである。比較例２では、アルゴンガスに窒素を添加した不活性ガスをクロムに衝突させることによって窒化クロムからなる第２保護層を形成する。

【0038】

実施例１は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１となる第２保護層を有するサーマルプリントヘッドである。実施例１では、３．０ｋＷの電力が供給されている炭化ケイ素と１．０ｋＷの電力が供給されているクロムのそれぞれにアルゴンガスに窒素を添加した不活性ガスを衝突させることによって炭化ケイ素及び窒化クロムからなる第２保護層を形成する。

【0039】

実施例２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が３となる第２保護層を有するサーマルプリントヘッドである。実施例２では、６．０ｋＷの電力が供給されている炭化ケイ素と０．６ｋＷの電力が供給されているクロムのそれぞれにアルゴンガスに窒素を添加した不活性ガスを衝突させることによって炭化ケイ素及び窒化クロムからなる第２保護層を形成する。

【0040】

第１試験の条件について説明する。第１試験では、固定したボールに第２保護層を押し当てて往復させる、いわゆる、ボール・オン・プレート法によって摩擦係数を測定した。ボールは、感熱記録紙の材料に近いナイロンを用いた。また、ナノインデンテーション法によって第２保護層の硬さを測定した。第２保護層の硬さは、例えばビッカース硬度（ＨＶ）によって示される。ナノインデンテーション法は、例えばＩＳＯ１４５７７に準拠した押し込み方式が用いられる。

【0041】

第２試験の条件について説明する。第２試験では、感熱記録紙ＰＤ１５０Ｒ（王子製紙製）を複数の印字周期で印字し、スティッキング現象の発生の有無を確認した。印字周期は、１．６６ｍｓ／ｌｉｎｅ、２．５０ｍｓ／ｌｉｎｅ、３．３３ｍｓ／ｌｉｎｅ、５．００ｍｓ／ｌｉｎｅ、及び６．６７ｍｓ／ｌｉｎｅの６種類である。

【0042】

第３試験の条件について説明する。第３試験では、ラッピング紙＃６０００を２００ｍにわたり走行させて第２保護層の磨耗量を測定した加速摩耗試験である。第３試験では、印字濃度を変更したに応じて第２保護層の磨耗量を測定した。試験１は、印字濃度が０％、すなわちラッピング紙に印字せずにラッピング紙を走行させた試験である。試験２は、ラッピング紙に１２．５％の印字濃度で印字しながらラッピング紙を走行させた試験である。試験３は、ラッピング紙に１００％の印字濃度、すなわち黒べたで印字しながらラッピング紙を走行させた試験である。

【0043】

図５は、比較例１，２及び実施例１，２に関する第１試験の結果を示すグラフである。この試験結果に示すとおり、比較例１は、第２保護層のビッカース硬度が最も高いが、第２保護層の摩擦係数も最も高くなる。比較例２は、第２保護層のビッカース硬度が最も低く、第２保護層の摩擦係数も低い。実施例１の第２保護層のビッカース硬度は、比較例２の第２保護層のビッカース硬度よりも高く、比較例１の第２保護層のビッカース硬度よりも低い。実施例１の第２保護層の摩擦係数は、比較例２の第２保護層の摩擦係数よりも高く、比較例１の第２保護層の摩擦係数よりも低い。実施例２の第２保護層のビッカース硬度は、比較例２の第２保護層のビッカース硬度よりも高く、実施例１の第２保護層のビッカース硬度よりも低い。実施例２の第２保護層の摩擦係数は、最も低くなる。

【0044】

図６は、比較例１，２及び実施例１，２に関する第２試験の結果を示す表である。この試験結果に示すとおり、比較例１では、印字周期が３．３３ｍｓ／ｌｉｎｅにおいてスティッキング現象が発生した。比較例２、実施例１、及び実施例２では、全ての印字周期においてスティッキング現象の発生を確認できなかった。

【0045】

図７は、比較例１，２及び実施例１に関する第３試験の結果を示す表である。この試験結果に示すとおり、比較例１では、第２保護層の磨耗量が少ない。比較例２では、第２保護層の磨耗量が多い。第２保護層の厚さが４μｍ程度であるため、比較例２の試験１では、第２保護層が全て摩耗したことを示している。実施例１の第２保護層の磨耗量は、比較例１の第２保護層の磨耗量よりも多いが、比較例２の第２保護層の磨耗量よりも少ない。

【0046】

第１試験～第３試験の試験結果から分かるとおり、第２保護層のビッカース硬度が高いと、第２保護層の磨耗量が少なくなる一方、摩擦係数が大きくなるため、スティッキング現象が発生し易くなる。第２保護層のビッカース硬度が低いと、摩擦係数が小さくなるため、スティッキング現象が発生し難くなる一方、第２保護層の磨耗量が多くなる。

【0047】

実施例１，２の第２保護層は、ビッカース硬度が比較例１の第２保護層のビッカース硬度と比較例２の第２保護層のビッカース硬度との間となり、比較例１の第２保護層よりも摩擦係数が小さい。このため、第２保護層の磨耗量の増大を抑えるとともにスティッキング現象の発生を抑制できる。

【0048】

本実施形態のサーマルプリントヘッド１によれば、以下の効果が得られる。
（１）感熱記録紙と接触する第２保護層５２は、炭化ケイ素及び窒化クロムを含む。この構成によれば、炭化ケイ素からなる第２保護層と比較して、スティッキング現象の発生を抑制でき、窒化クロムからなる第２保護層と比較して、第２保護層の磨耗量を低減できる。したがって、スティッキング現象の発生の抑制と耐摩耗性の低下の抑制とを両立できる。

【0049】

（２）第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が、１／３以上かつ３以下となるように形成されている。この構成によれば、炭化ケイ素からなる第２保護層と比較して、スティッキング現象の発生を好適に抑制でき、窒化クロムからなる第２保護層と比較して、第２保護層５２の磨耗量を好適に低減できる。

【0050】

（３）第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が、１／２以上かつ２以下となるように形成されている。この構成によれば、炭化ケイ素からなる第２保護層と比較して、スティッキング現象の発生をより好適に抑制でき、窒化クロムからなる第２保護層と比較して、第２保護層５２の磨耗量をより好適に低減できる。

【0051】

（４）第２保護層５２は、第２保護層５２における炭化ケイ素の含有率に対する第２保護層５２におけるクロムの含有率の比が１となるように形成されている。この構成によれば、炭化ケイ素からなる第２保護層と比較して、スティッキング現象の発生をより一層好適に抑制でき、窒化クロムからなる第２保護層と比較して、第２保護層５２の磨耗量をより一層好適に低減できる。

【0052】

（変更例）
上記実施形態は本開示に関するサーマルプリントヘッドが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するサーマルプリントヘッドは上記実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、又は上記実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下の変更例において、上記実施形態の形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0053】

・上記実施形態において、抵抗体層４０は、板厚方向Ｚにおいてグレーズ２１と電極層３０との間に形成されてもよい。より詳細には、抵抗体層４０は、グレーズ２１上において共通電極３１の複数の第１帯状部３３と個別電極３２の複数の第２帯状部３６と交差するように主走査方向Ｘに延びている。すなわち各第１帯状部３３及び各第２帯状部３６は抵抗体層４０を副走査方向Ｙに跨るように形成されている。

【0054】

・上記実施形態において、第１保護層５１から下流側被覆部５１Ｂ及び上流側被覆部５１Ｃの少なくとも一方を省略してもよい。
・上記実施形態において、第２保護層５２から第２部分５２Ｂ及び第３部分５２Ｃの少なくとも一方を省略してもよい。

【0055】

・上記実施形態において、平面視において第２保護層５２の副走査方向Ｙの長さは任意に変更可能である。一例では、平面視において第２保護層５２の副走査方向Ｙの長さは、第１保護層５１の副走査方向Ｙの長さと等しい。

【0056】

・上記実施形態において、第２保護層５２の厚さは任意に変更可能である。第２保護層５２の厚さは、第１保護層５１の厚さ以上であってもよい。
・上記実施形態では、グレーズ２１として部分グレーズが形成されているが、グレーズ２１の種類はこれに限定されない。グレーズ２１は、例えば、薄グレーズ、ダブルパーシャルグレーズ、ファイングレーズ、及びスーパーファイングレーズのいずれかとして形成されてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１…サーマルプリントヘッド
１０…基板
１１…主面
２０…ガラス層
２１…グレーズ
３０…電極層
３１…共通電極
３２…個別電極
３３…第１帯状部
３４…連結部
３６…第２帯状部
４０…抵抗体層
５０…保護層
５１…第１保護層
５１Ａ…抵抗体被覆部
５２…第２保護層
Ｘ…主走査方向
Ｙ…副走査方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】