CN102744978A

CN102744978A - 热敏打印头

Info

Publication number: CN102744978A
Application number: CN2012102488557A
Authority: CN
Inventors: 赵哲; 远藤孝文
Original assignee: HUALING ELECTRONICS CO Ltd SHANDONG
Current assignee: HUALING ELECTRONICS CO Ltd SHANDONG
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: CN102744978B

Abstract

本发明涉及一种传真机或打印机技术，具体地说是一种热敏打印头，其配置了一个带孔的导电性金属基台，在金属基台上设置有一个表面形成有电路图形的绝缘性基板，沿着记录幅方向在前述绝缘性基板上设置可产生焦耳热的发热电阻体层，在发热电阻体上覆盖有绝缘性的保护膜层，在由前述保护膜层覆盖的发热电阻体上，一部或者全部覆盖有导电层，在前述绝缘性基板上，在由导电层引出图形的指定位置，设置与前述金属基台孔对应的孔部，并配置一种在其绝缘性材料的表面上涂覆导电性物质的组装部件，减少了导电层上的电荷积累，并可通过配置的外部端子向外部释放，不仅对静电发生源的制品进行了静电保护，也对其相邻的电气制品具有防止静电破坏现象的效果。

Description

热敏打印头

技术领域

本发明涉及一种传真机或打印机技术领域，具体地说是一种传真机或打印机上使用的热敏打印头。

背景技术

根据日本专利『特开平11-70682』的专利公告图1及段落【0019】（参照专利文献1）所述，设计了一种热敏打印头，其主要特征在于，在个别电极4与共通电极5之间的领域2位置，形成有辅助电极9，该辅助电极9的一端通过过孔与导电层8连接，另一端通过柔性印刷线路板等与印加有负电位的外部电源保持电气连接。

另外，根据日本专利『特开平7-171981』的专利公告图1及段落【0016】（参照专利文献2），设计了一种热敏打印头，其主要特征在于，耐磨耗膜16与导电性金属盖板40的小弯曲部40a在按压力的作用下，保持电气的连通状态，当耐磨耗膜16带电时，电荷会经过金属散热板10向接地侧释放出来。

还有，根据日本专利『特开2001-316821』的专利公告段落【0011】（参照专利文献3），在采用一般化学蒸着法制造的碳化硅材料（CVD-SiC）中，其电气阻抗电阻率达到5000Ω·cm以上的沉积材料中添加一定量的氮成分，制成的CVD-SiC的电阻率可控制在0.9Ω·cm以下。

但是，根据专利文献1记载的内容，保护层7被印加有负电位的导电层8覆盖，实际印字时，即使个别电极4的电位为0V，记录介质中的带电金属离子可通过导电层8向外部释放，但是需要负电位的外部电压源，存在着电源系统复杂的问题。

另外，根据专利文献2记载的内容，导电性金属盖板40通过螺丝22贯通回路基板12与金属散热板10保持电气连接，然后金属散热板10经由接地线42接地。但是对防止发热电阻体15的静电破坏，防止配置在金属散热板10上的回路基板12的静电破坏，以及接地线42的配线方法等没有详细记载。

另根据专利文献3记载的内容，可以制造出5000Ω·cm以下的低电阻率阻抗碳化硅材料，但关于采用碳化硅材料进行接地的方式没有进行详细记载。

发明内容

本发明的目的是参考和消除上述专利文献出现的问题，设计了一种减少了导电层上的电荷积累，并可通过配置的外部端子向外部释放的热敏打印头。

本发明通过如下技术方案实现：

一种热敏打印头，配置了一个带孔的导电性金属基台，在金属基台上设置有一个表面形成有电路图形的绝缘性基板，沿着记录幅方向在前述绝缘性基板上设置可产生焦耳热的发热电阻体层，在发热电阻体上覆盖有绝缘性的保护膜层，在由前述保护膜层覆盖的发热电阻体上，一部或者全部覆盖有导电层，其特征在于在前述绝缘性基板上、在由导电层引出图形的指定位置，设置与前述金属基台孔对应的孔部，并配置一种在其绝缘性材料的表面上涂覆导电性物质的组装部件。

本发明所述的一种热敏打印头，配置了一个带孔的导电性金属基台，在金属基台上设置有一个表面形成有电路图形的绝缘性基板及进行电气连接的回路基板，沿着记录幅方向在前述绝缘性基板上设置可产生焦耳热的发热电阻体层，在发热电阻体上覆盖有绝缘性的保护膜层，在由前述保护膜层覆盖的发热电阻体上，一部或者全部覆盖有导电层，前述导电层的引出电路图形通过一种电气连接手段保持与前述设置在金属基板上的回路基板电气连接，在前述回路基板的指定位置，设置与前述金属基台孔对应的孔部，并配置一种在其绝缘性材料的表面上涂覆导电性物质的组装部件。

另外，本发明所述的一种热敏打印头中，其采用的导电性物质与前述导电层采用相同的主体材料成分。

依据本发明所述的热敏打印头，通过采用比金属的电气阻抗较大的半导体物质的接地处理，使得在热敏打印头的导电层上产生的静电或电涌可以通过接地侧释放，从而不仅对静电发生源的制品进行了静电保护，也对其相邻的电气制品具有防止静电破坏现象的效果。

附图说明

图1本发明实施形态1的热敏打印头断面图。

图2本发明实施形态1的分离基板场合的热敏打印头平面图。

图3本发明实施形态1的一体化基板场合的热敏打印头平面图。

图4本发明实施形态1的热敏打印头的发热电阻体领域的部分放大平面图。

图5本发明实施形态1的热敏打印头的电气回路焊接说明图。

图6本发明实施形态1的热敏打印头的外部端子的回路图，图6（a）是电源端

子侧的回路图形，图6（b）是信号端子侧的回路图形。

图7本发明实施形态2的热敏打印头的组装方式说明图。

图8本发明实施形态2的热敏打印头的基台与基板组装部件或方式说明图。

图9本发明实施形态3的热敏打印头的基台与基板安装方法说明图。

图中标记：绝缘性基板1、非晶质玻璃2、导体图形3、引出图形3a、焊接焊盘图形3b、导电图形3c、发热抵抗体4、保护膜层5、导电层6、导电层引出图形6a、驱动IC7、回路基板8、焊接焊盘图形8a、配线图形8b、配线图形8c、金属线(电气连接手段) 9a、9b、9c封装材料10、金属基台11、外部接线部12、PIN端子12a、阻抗素子13、螺丝（强制组装手段）14、导电性材料（半导体材料）14a、绝缘性基板孔15、金属基台孔16、平板螺丝（强制组装手段）17。

具体实施方式

实施形态1：下面，参照图1对本发明的实施形态1进行说明。

图1是实施形态1的热敏打印头断面图，在陶瓷基板等的绝缘性基板1的表面，部分或全面地涂布非晶质的玻璃浆料2，并形成平滑的精细图形，然后在其上形成导体图形3及发热电阻体层4，导体图形3可采用印刷、烧结、光刻等图形制版技术，使用金浆在绝缘性基板1的表面形成电极引出图形3a，以及压焊焊盘图形3b等，发热电阻体4由沿着记录幅方向把电阻浆料进行线状的印刷、烧结形成，并与提供印加电力的导体图形3连接，作为产生焦耳热的发热单元。

在导体图形3及发热电阻体4的表面上覆盖绝缘性的保护膜5，然后在指定的区域，由保护膜层5覆盖的一部或全部的发热电阻体4上面，覆盖导电性的导电层6。保护膜层5可由玻璃浆料印刷烧结而成，导电层6可由含有RuO₂成分的电阻浆料或者Sn-In成分的导体浆料印刷烧结形成，也可采用SiC等的靶材，在保护膜层5上使用真空溅射或蒸着的方法层积形成。

由导电层6引出的一部分导电图形6a，可以通过保护膜层5上设置的过孔与导体图形3连接，也可以通过保护膜层5两端的边缘露出部分与导体图形3直接相连。

沿着发热电阻体4的记录幅方向，设置有驱动热敏打印头的驱动芯片7，驱动芯片7即可配置在绝缘基板1上，也可以配置在PCB（Print Circuit Board）回路基板8上。

在驱动芯片7上，配置有提供给发热电阻体的电力驱动焊盘，以及包括电源信号及数据信号在内的由外部输入的逻辑信号焊盘。驱动焊盘由金属线9a（称为电气连接手段）与绝缘性基板1上设置的焊接焊盘图形3b连接，信号焊盘由金属线9b与绝缘性基板1或回路基板8上的配线图形8a连接。

最后，使用环氧树脂等的封装材料10对焊接焊盘图形3b、8a、金属线9a、9b，以及驱动芯片7等进行封装保护，防止受到外力或者环境变化等引起的破坏性影响。

金属基台11上安置绝缘性基板1及与其相连的回路基板8，作为与打印系统本体的安装或者组装时的支架。外部接线部12设置在绝缘性基板1上，或者设置在与其独立配置的回路基板8上，具有复数个回路图形或者接线端子，与插座等PIN端子12a连接。热敏打印头通过外部接线部12与外部回路相连，输入打印电源（VH），回路电源（VDD），以及逻辑控制信号等。

图2为本发明实施形态1的分离基板场合的热敏打印头平面图，绝缘性基板1与回路基板8独立配置，发热电阻体4设置在绝缘性基板沿记录幅方向的一侧，外部接线部12设置在与绝缘性基板1的另一侧相连的回路基板8上。图2中与图1的相同部分采用同一符号表示。

图3为本发明实施形态1的一体化基板场合的热敏打印头平面图，发热电阻体4设置在绝缘性基板沿记录幅方向的一侧，绝缘性基板的另一侧设置外部接线部12的回路图形，图3中与图1的相同部分采用同一符号表示。

图4为本发明实施形态1的热敏打印头的发热电阻体领域的部分放大平面图，发热电阻体4配置在共通电极的梳状部及个别电极之间，作为产生焦耳热的发热体，打印电源（VH）由共通电极提供，打印电流由个别电极引出的电路图形3a流入打印电源地（GNDH）。

图5为本发明实施形态1的热敏打印头的电气回路焊接说明图，如图所示，与基板引出回路图形3a相连的焊接焊盘图形3b通过金属线9a与驱动IC7的驱动焊盘连接，在绝缘性基板1或者回路基板8上设置的焊接焊盘图形8a通过金属线9b与驱动IC7的信号线焊盘连接，由导电层6引出的一部回路焊盘图形6a与保护膜层5覆盖露出的导体图形3c直接相连，导体图形3c与配线图形8c通过金属线9c（称为电气连接手段）相连。另外，包括配线图形8c，由焊接焊盘图形8a引出的配线图形8b与外部接线部12的一部连接，保持与外部电气端子的相连。

图6为本发明实施形态1的热敏打印头的外部端子的回路图，图6（a）是电源端子侧的回路图形，图6（b）是信号端子侧的回路图形。如图6（a）所示，在电源端子侧设置打印电源（VH）的回路驱动电流的电源地（GNDH）端子、与导电层6连接的静电接地（ESG）端子，以及驱动IC7的逻辑电源（VDD）的回路电流的逻辑地（GNDL）端子等外部电气端子。

GNDH端子（称为第二独立端子）与外部接线PIN端子12a直接相连，ESG端子（称为第一独立端子）与GNDH端子间可以设置约470KΩ程度的高阻值阻抗或具有电压依存性的压敏电阻13等电子部品。

同样，GNDL端子（称为第二独立端子）也与外部接线PIN端子12a直接相连，ESG端子（称为第一独立端子）与GNDL端子间也可以设置约470KΩ程度的高阻值阻抗或具有电压依存性的压敏电阻13等电子部品。

另外，如图6（b）所示，在信号端子侧设置数据（DATA）信号端子及同步输入的时钟（CLK）信号端子、打印数据在驱动IC7中保持的锁存（LAT）信号端子、打印有效选通（STB）信号端子、与导电层6连接的静电接地（ESG）端子，以及驱动IC7的逻辑电源（VDD）用的逻辑地（GNDL）端子等外部电气端子。

同样，GNDL端子与外部接线端子12a直接相连，ESG端子与GNDL端子间可以设置约470KΩ程度的高阻值阻抗或具有电压依存性的压敏电阻13等电子部品。

另外，本发明实施形态1中说明的驱动IC分别具有GNDH和GNDL端子，对于GNDH与GNDL共通连接使用构成的驱动IC，本实施形态对其共通的GND端子也具有同样的效果。

同样，本发明实施形态1中说明的热敏打印头的外部驱动部的电源端子侧和信号端子侧是独立构成的，对于电源端子和信号端子共通构成的外部接线端子，本实施形态也具有同样的效果。

在本发明的实施形态1中，470KΩ程度的高阻值阻抗或具有电压依存性的压敏电阻13是分别配置的，也可以采用共通的抵抗素子或者多个抵抗素子配置在同一的端子间，能够更加提升热敏打印头的防静电破坏效果。

根据以上说明的本发明实施形态的热敏打印头，对于导电层6上产生的持续或者突发的静电以及电涌脉冲，可以通过设置在外部接线部的ESG端子和GND端子间的阻抗素子13，吸收电荷或者向外部释放出来，在容易产生静电的工作环境下，具有防止产品静电破坏现象的效果。

实施形态2：

在实施形态1中，说明了由导电层6引出的导电图形6a，通过ESG端子及阻抗素子13，与接地端子进行电气连接；而在实施形态2中，对引出图形6a与金属基台11的电气连接进行说明。

下面，对本发明实施形态2的图7进行说明。图7为本发明实施形态2的热敏打印头组装方式说明图，在绝缘性基板1与金属基台11的指定对应位置上，分别设置孔部15及孔部16，然后再通过螺丝14（称为强制组装手段）组装固定在一起。

另外，在绝缘性基板1指定的对应位置上，由导电层6引出的引出图形6a，其外周设置有导电区域图形，从而可通过螺丝14与导电性的金属基台11保持电气连接。图中与图1相同的部分采用同一符号表示。

图8为本发明实施形态2的热敏打印头的基台与基板组装部件或方式说明图。根据图8所示的螺丝14,，由聚碳酸酯或丙烯酸树脂等材料构成，然后采用薄膜溅射装置在其表面形成有碳化硅（SiC）为主体成分的半导体物质。

也就是说，采用直流溅射（DC）或者高频溅射（RF）在绝缘性螺丝的表面附着SiC材料，在Si与C的原子比例为1:1的基础上调整后，可形成厚度约0.3um~3um的电阻率范围在5000~500Ω·cm的导电性物质。

例如：对于表面导电性物质厚度为3um的M2.5的螺丝来说，柱状半径(r1)为1.253mm，柱状绝缘体半径（r2）为1.25mm，绝缘性基板1的板厚（L）为0.64mm，在SiC的电阻率（ρ）为5000Ω?ｃｍ时，从绝缘性基板1的引出图形6a到金属基台11间的电阻(R)可由下式表示：

Ｒ＝ρ?Ｌ／（π?ｒ１?ｒ１－π?ｒ２?ｒ２）

因此，对本发明实施形态2中的导电层6引出的引出图形6a来说，可计算出使用了约1MΩ的接地螺丝。图中，与图7相同的部分采用同一符号表示。

根据以上所述，通过绝缘性基板1上沉积在保护膜层5上的导电层6引出图形6a的指定位置的孔部15，与在金属基台11上对应位置设置的孔部16，插入在绝缘性材质表面附着导电性物质的螺丝14，实现了接地电阻的作用，从而达到了减轻静电破坏现象的效果。

另外，由于SiC的纯度或结晶型的差异，也可以采用500Ω?ｃｍ以下的低电阻率的SiC靶材材料作为接地电阻，或者也可通过SiC的膜厚变化来调整接地电阻的阻抗。

而且，在导电层6的成膜期间，可把绝缘性螺丝同时放入溅射装置中一起进行成膜，也能够提升生产制造的效率。

实施形态3：

下面，对本发明实施形态3的图9进行说明。图9为本发明实施形态3的热敏打印头的基台与基板安装方法说明图，根据图9所示，绝缘性基板1与金属基台11由平板螺丝17（称为强制组装手段）组装固定在一起。

同时，根据平板螺丝17的插入位置，在绝缘性基板1及金属基台11上分别对应设置孔部15及孔部16。而且，在绝缘性基板1指定的对应位置上，由导电层6引出的引出图形6a，其外周设置有导电区域图形，从而可通过平板螺丝17与导电性的金属基台11保持电气连接。图中，与图8相同的部分采用同一符号表示。

平板螺丝17可以采用磷青铜等的弹性导电材质，并在其表面覆盖有氮化硅（Si3N4）等的绝缘材料构成。然后使用与前述实施形态2相同的手法，采用薄膜溅射装置，在其表面形成碳化硅（SiC）为主体成分的半导体物质。

根据以上所述，通过绝缘性基板1上沉积在保护膜层5上的导电层6引出图形6a的指定位置的孔部15，与在金属基台11上对应位置设置的孔部16，插入在绝缘性材质表面附着导电性物质的平板螺丝17，实现了接地电阻的作用，从而达到了减轻静电破坏现象的效果。

同样，在导电层6的成膜期间，也可把平板螺丝17同时放入溅射装置中一起进行成膜，从而提升生产制造的效率。

在实施形态2和3中，说明了在绝缘性基板1上设置孔部15，而对于实施形态1中说明的回路基板8，也可设置相应的孔部，在其与金属基台11的孔部16之间，也可采用类似前述的螺丝14或平板螺丝17等强制组装手段。

另外，与实施形态1中相同的内容在实施形态2和3中省略说明。

Claims

1.一种热敏打印头，包括一个带孔的导电性金属基台，在金属基台上设置有一个表面形成有电路图形的绝缘性基板，沿着记录幅方向在前述绝缘性基板上设置可产生焦耳热的发热电阻体层，在发热电阻体上覆盖有绝缘性的保护膜层，在由前述保护膜层覆盖的发热电阻体上，一部或者全部覆盖有导电层，其特征是在前述绝缘性基板上，在由导电层引出图形的指定位置，设置与前述金属基台孔对应的孔部，并配置一种在其绝缘性材料的表面上涂覆导电性物质的组装部件。

2.根据权利要求项1所述的一种热敏打印头，其特征在于在金属基台上设置有一个表面形成有电路图形的绝缘性基板及进行电气连接的回路基板，导电层的引出电路图形通过一种电气连接手段保持与设置在金属基板上的回路基板电气连接，回路基板的指定位置，设置与前述金属基台孔对应的孔部，并配置一种在其绝缘性材料的表面上涂覆导电性物质的组装部件。

3.根据权利要求项1及权利要求项2所述的一种热敏打印头，其特征在于前述导电性物质与前述导电层采用相同的主体成分。