CN1154570C - 热打印头和热打印头装置 - Google Patents

Abstract

尺寸小并能产生均匀打印件的热打印头和热打印头装置。热打印头(10)包括一个打印头芯片(20)，在其一侧设有加热元件以及连接着加热元件的独立电极和公共电极；以及连接到独立电极的一个IC芯片(32)。公共电极(27)沿着打印头芯片(20)上的加热元件阵列延伸。公共电极(27)与公共电极(41)连接线之间的多个连接点也是沿着加热元件的阵列形成。

Description

热打印头和热打印头装置

技术领域

本发明涉及到一种热打印头和热打印头装置，可用于小型便携记录装置，传真机以及票据和收据打印机等等。

热打印头包括一个打印头芯片，在其中的一个陶瓷衬底上设有排列成行的发热元件和连接到这些元件上的电极，以及一个作为驱动器的I C芯片，用来输出打印信号，按照所需的定时从指定的发热元件有选择地发热。

背景技术

图9表示一例热打印头装置，将这种热打印头安装在一个热辐射板上构成一体。热打印头装置包括一个热打印头101，以及一个铝制的热辐射板102。热打印头101是这样设计的，将一个电极104和一个发热元件105装在一个陶瓷衬底103上，再装上一个IC芯片106。电极104，用来输入外部信号的一个独立设置的外部端子107，以及IC芯片106通过搭接线108连接到一起。用密封树脂109将IC芯片106和搭接线108塑成模。

还知道可以用一种缩小尺寸的陶瓷衬底构成一种复合衬底。如图10所示，使用一个陶瓷电路板103A和一个接线衬底103B例如是一种玻璃纤维基环氧树脂衬底(在应用中将其称为GE衬底)代替陶瓷衬底103。在这种情况下，外部端子107被装在接线衬底103B上。

发热元件和电极在上述热打印头中的连接结构可分为两类。一类是公共电极式，将公共电极设置在陶瓷衬底上排列着发热元件的端部一侧。在这一类中，从对应着一个打印点的发热元件上伸出的一段电极延伸到陶瓷衬底的另一端部，而从公共电极两个端部伸出的引线也都延伸到陶瓷衬底的另一端部。另外一类叫做U形转弯式电极。对应着一个打印点设有一对发热元件，这些发热元件的一个端部通过一条U形连线相互连接。进而将一个发热元件连接到延伸到陶瓷衬底端部的一段电极，而另一个发热元件连接到设在陶瓷衬底端部的一个公共电极。无论哪一种类型，公共电极都是通过外部端子来连接，通过IC芯片有选择地对各段电极施加电压。

然而，在上述的任何一类热打印头中，公共电极是在发热元件的排列方向上延伸的，而且公共电极的两个端部是连在一起的。因此，公共电极具有的电阻会造成流经各个发热元件的电流值发生变化。也就是说，流经处在远离公共电极接地部位的中心部位上的发热元件的电流值比较小，产生的热量也就小，这样会造成打印密度的变化。

为了减小公共电极的电阻以便抑制打印密度的变化，可能要加大公共电极在陶瓷衬底上的宽度。然而，这种办法与热打印头小型化的要求是有矛盾的。陶瓷衬底扩大，整个热打印头也扩大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够防止打印密度变化的热打印头和热打印头装置，同时又将热打印头限制在小尺寸。

本发明的第一方面涉及到一种热打印头，它包括一面上装有发热元件以及连接到发热元件上的分段和公共电极的一个打印头芯片，以及连接到分段电极上的一个半导体集成电路，所述热打印头的特征在于设在打印头芯片上的公共电极在发热元件的排列方向上延伸，并且在沿着排列方向的多个位置上设有公共电极与外部端子之间的连接点。

本发明的第二方面涉及到一种热打印头，其特征在于发热元件被排列在打印头芯片的一个端部，而公共电极在与沿着发热元件排列方向的一端对立的另一端上延伸。

本发明的第三方面涉及到一种热打印头，其特征是将上面装有半导体集成电路的电路板与打印头芯片相结合，并在电路板上设有将公共电极连接到外部端子的公共电极引线。

本发明的第四方面涉及到按照本发明第三方面的一种热打印头，其特征是在半导体集成电路所限定的实体块之间设有用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线。

本发明的第五方面涉及到按照本发明第四方面的一种热打印头，其特征是在半导体集成电路所限定的各个实体块之间都设有用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线。

本发明的第六方面涉及到按照本发明第三到第五方面之一的一种热打印头，其特征在于至少有一条用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线被设在半导体集成电路所限定的各个实体块内部。

本发明的第七方面涉及到按照本发明第三到第六方面之一的一种热打印头，其特征在于用来将公共电极连接到公共电极引线的各条连接线是一种搭接线。

本发明的第八方面涉及到按照本发明第七方面的一种热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线与半导体集成电路交叉地延伸。

本发明的第九方面涉及到按照本发明第七或第八方面的一种热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线能够延伸穿过半导体集成电路。

本发明的第十方面涉及到按照本发明第七到第九方面之一的一种热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线的一端连接在半导体集成电路之间的位置。

本发明的第十一方面涉及到按照本发明第三到第六方面之一的一种热打印头，其特征在于用来将公共电极连接到公共电极引线的各条连接线是尖端翻转式的。

本发明的第十二方面涉及到按照本发明第三到第七方面之一的一种热打印头，其特征在于半导体集成电路是尖端翻转式的，在安装时与打印头芯片和电路板交叉地延伸。

本发明的第十三方面涉及到一种热打印头装置，其特征在于将按照本发明第一到十二方面之一的热打印头安装在一个支撑件上。

附图说明

图1是按照本发明第一实施例的一种热打印头的截面图和平面图。

图2是在本发明第一实施例的热打印头的打印头芯片和接线衬底之间的一个接线部位的截面图和平面图。

图3是打印头芯片和接线衬底之间的一个接线部位的平面图，表示对本发明第一实施例的一种修改。

图4是按照本发明第一实施例的热打印头装置的一个截面图。

图5是在本发明第二实施例的热打印头的打印头芯片和接线衬底之间的接线部位的截面图。

图6是一个平面图，表示对本发明第二实施例的一种修改。

图7是一个截面图，表示对本发明第二实施例的一种修改。

图8是在本发明另一个实施例的热打印头的打印头芯片和接线衬底之间的接线部位的截面图和平面图。

图9是按照现有技术的一种热打印头的截面图。

图10是按照现有技术的一种热打印头的截面图。

具体实施方式

以下要参照实施例来解释本发明。

(第一实施例)

图1是按照本发明第一实施例的一种热打印头的截面示意图和主要部分的平面图。如图1(a)所示，热打印头10包括由多个薄膜层构成的一个打印头芯片20，和一个将打印头芯片20层叠并接合在上面的接线衬底30。

打印头芯片20是这样布置的，在一个陶瓷衬底21上形成各个薄膜层。在陶瓷衬底21上形成一个下涂层23和一个玻璃族材料构成的具有绝热层功能的装饰层22。装饰层22有一个半圆形截面的凸起肋22a，其位置与陶瓷衬底21的一端相距预定的距离。在面对着这一凸起肋22a的区域上形成发热元件24，中间与凸起肋22a在纵向上有预定的间隔。设有与陶瓷衬底21上的各个发热元件24的端部(图中的左、右端部)相接触的铝质金属制成的电极25。进而在发热元件2 4上形成一个保护层28。

每个发热元件24是由一对发热元件24a和24b构成的，而电极25a和25b连接到发热元件24a和24b各自的端部。电极25a作为分段电极，其端部连接到例如是由黄金薄膜层制成的一个端子部分26。电极25b作为公共电极，它连接到位于衬底上与发热元件24相对的一个端部的一个公共电极27。进而通过一个电极25c将发热元件25a和25b的另一端部相互连接。

接线衬底30是这样布置的，将IC芯片32和外部端子33设在诸如GE衬底的一个衬底31上。IC芯片32作为一个驱动器输出驱动信号，从上述发热元件24有选择地发热。发热元件24的每个预定的实体块都设有IC芯片32。外部端子33用来向各个IC芯片32输入外部信号。IC芯片32分别通过搭接线34连接到端子部分26和外部端子33。用密封树脂35将IC芯片32和搭接线34铸成模。

上述的热打印头10是这样布置的，使打印头芯片20和作为打印头芯片20的支撑衬底的接线衬底30局部重叠并且相互接合，将IC芯片31安装在接线衬底30上。这样就能显著缩小打印头芯片20的宽度(在图中的左、右方向)，随之就能在板成形处理的过程中增加所获得的打印头芯片20的数量，从而提高产量。进而，因为打印头芯片20和接线衬底30能够在相互接合的状态下进行处理，在IC芯片32安装过程中的处理能力不会下降。在这种情况下，如下文所述，如果这样来执行IC芯片32安装过程和接线，将多个打印头芯片20接合在一个接线衬底形成板上，用这种板可以独立地获得多个接线衬底30，就能够进一步明显地提高处理能力。

进而，按照本实施例的热打印头使用将宽度限制在最小的公共电极27，以便获得宽度最小的陶瓷衬底21，并且改进公共电极27与外部端子的连接，从而消除发热元件24之间在打印密度上的变化。

图2(a)是打印头芯片20的公共电极27和接线衬底30的公共电极引线之间的引线连接部位的截面图，而图2(b)是其平面图。

如图中所示，接线衬底30上设有公共电极引线61，让公共电极引线61延伸到相邻的IC芯片32之间的区域，并且分别通过搭接线63来连接这些公共电极引线61和设在陶瓷衬底21端部的公共电极27。通过一个没有表示的外部端子将每一条公共电极引线61接地。具体地说，在本实施例中，公共电极27在各个IC芯片32所限定的每个实体决上被连接到接线衬底30的公共电极引线61。

与此相应，因为公共电极27和接线衬底30的电极引线61之间的连接点是处在各个IC芯片32所限定的每个实体块上，这样就能减少打印密度由于公共电极27的电阻而发生的变化。因而就能减少流经发热元件的电流值的变化，使发热元件产生的热量能够均匀。

可以根据公共电极27的电阻，打印期间施加的电压，连接到I C芯片32上的发热元件的数量，发热元件的电阻等等来确定公共电极引线61的数量。例如图3中所示，每两个IC芯片32或者是例如三个以上等多个IC芯片32可以设置一条公共电极引线32。

上述的热打印头10在使用状态下被保持在一个金属例如是铝制的支撑件上构成一个热打印头装置，支撑件具有热辐射板的功能。图4表示了一例这种热打印头装置。

如图4所示，支撑件50包括一个作为打印头芯片支撑部分的上台阶部分51，它紧密接触到从接线衬底20上突出并且装有发热元件24的打印头芯片20的发热元件形成部分的背面，以及一个台阶高差部分52，它的凹槽深度大于接线衬底30的厚度。用一个粘合层53将打印头芯片20的突起部分牢固固定在上台阶部分51上，并且在台阶高差部分52的底部也设有一个粘合剂层54。这样就能通过粘合剂层54将支撑件50和接线衬底30牢固地相互固定，并且通过粘合层53将支撑件50和打印头芯片20牢固地相互固定。

(第二实施例)

图5是在本发明第二实施例的热打印头的打印头芯片和接线衬底之间的接线部位的截面图。

在本实施例中，在每一个实体块内，在陶瓷衬底21的公共电极27和接线衬底30的公共电极引线61B之间设有多个连接点。在本实施例中，进一步设有处在IC芯片32上大致中心部位的公共电极引线61A，和与其相连的公共电极61B，并且用搭接线63A将公共电极27连接到公共电极引线61A，再用搭接线63B将公共电极引线61A连接到公共电极引线61B。其它布局和上述实施例中相同。除了公共电极27和IC芯片32之间的连接之外，还在公共电极27和公共电极引线61A之间大致处在IC芯片32纵向的中心部位设有连接点。这样就能进一步抑制流经发热元件的电流值的不均匀性，从而进一步减少打印密度的变化。

在每个实体块内部设置的公共电极连接点的数量，各个连接点的位置及其连接方式并没有具体的限制。如果在每个实体块内部设置多个连接点，也能获得同样的效果。

例如图6所示，可以用装在IC芯片32下面的公共电极引线61C和搭接线63C实现各个实体块内部的连接，而不是采用设在IC芯片32表面上的公共电极引线61A。在这种情况下有可能便于连接引线并且缩短搭接线的长度。

如图7所示，相对于IC芯片32与公共电极27对立设置的公共电极引线61D可以通过跨越IC芯片32的搭接线63D连接到公共电极27上。这样做的优点在于不需要将公共电极引线安装到IC芯片32上的工序。

(其它实施例)

在上述的实施例中，热打印头的结构是让打印头芯片20和接线衬底30局部重叠并且相互接合。当然，本发明并非仅限于此，本发明也可以用于没有接线衬底并且具有用来安装IC的陶瓷衬底的热打印头，也可以用于设在陶瓷衬底上的公共电极和设在支撑件上的外部端子之间的连接。

进而，在上述实施例中，公共电极和公共电极引线之间的连接是用搭接线实现的，但是本发明并非仅限于此。只要是能够形成电连接，其连接方式并没有具体的限制。

图8(a)和8(b)是在本发明另一实施例的热打印头的打印头芯片和接线衬底之间的接线部位的截面图和平面图。

在本实施例中，打印头芯片20的高度和接线衬底30的高度大致相同，而尖端翻转式半导体集成电路32A跨在打印头芯片20和接线衬底30上面安装。

连接到发热元件上的分段电极25a上的端子部分26通过设在IC芯片32A下表面上的焊盘71和突起72连接到外部端子33A。IC芯片32A具有将公共电极引线相互短路的焊盘7 3，并且这些焊盘73分别通过突起74连接到公共电极27和接线衬底30上的公共电极引线61E。按照这种方式使用尖端翻转式IC芯片32A可以省去搭接线的连接。

当然，尖端翻转式IC芯片内部的公共电极和公共电极引线之间的连接也可以采用搭接线。

进而，关于上述实施例的讨论是相对于U形弯转式电极而言的，然而本发明也可以用于公共电极式的连接。通过在公共电极上除了两个端部之外的其它位置上的外部端子来连接发热元件一侧的公共电极，这样也能减少打印密度的变化。

工业实用性

如本发明上文所述，打印头芯片的公共电极和外部端子之间的连接是在沿着发热元件排列方向上的多个位置上实行的。这样就能有效地保持热打印头具有紧凑的形状，以减少打印件的变化。

Claims (11)

1.一种热打印头包括一面上装有发热元件以及连接到发热元件上的分段电极和公共电极的一个打印头芯片，以及连接到分段电极上的一个半导体集成电路，所述热打印头的特征在于：

发热元件被排列在打印头芯片的一个端部，而公共电极在与沿着发热元件排列方向的一端对立的另一端上延伸，

并且在沿着排列方向的多个位置上设有公共电极与外部端子之间的连接点。

2.按照权利要求1的热打印头，其特征是将一个上面装有半导体集成电路的电路板与打印头芯片相结合，并在电路板上设有将公共电极连接到外部端子的公共电极引线，

在半导体集成电路所限定的实体块之间设有用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线。

3.按照权利要求2的热打印头，其特征是在半导体集成电路所限定的各个实体块之间都设有用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线。

4.按照权利要求2或3的热打印头，其特征在于至少有一条用来将公共电极连接到公共电极引线的连接线被设在半导体集成电路所限定的实体块内部。

5.按照权利要求2或3的热打印头，其特征在于用来将公共电极连接到公共电极引线的各条连接线是一种搭接线。

6.按照权利要求5的热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线与半导体集成电路交叉地延伸。

7.按照权利要求5的热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线能够延伸穿过半导体集成电路。

8.按照权利要求5的热打印头，其特征在于至少有一部分搭接线的一端连接在半导体集成电路之间的位置。

9.按照权利要求2或3的热打印头，其特征在于用来将公共电极连接到公共电极引线的各条连接线是尖端翻转式的。

10.按照权利要求2或3的热打印头，其特征在于半导体集成电路是尖端翻转式的，在安装时与打印头芯片和电路板交叉地延伸。

11.一种热打印头装置，其特征在于将权利要求1的热打印头安装在一个支撑件上。

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