FR2730666A1 - Thermal printer head with narrow head support plate - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne les têtes d'imprimantes thermiques. The invention relates to thermal printer heads.
On connaît une tête d'imprimante thermique comprenant une plaquette en céramique qui supporte sur une même face une ligne de points chauffants électriquement résistive et des pastilles de composants électroniques intégrés, notamment des puces et des thermistances, pour la commande de la ligne résistive, reliées à celle-ci par de minces conducteurs métalliques déposés sur la plaquette. A thermal printer head is known comprising a ceramic plate which supports on a same face a line of electrically resistive heating points and pads of integrated electronic components, in particular chips and thermistors, for controlling the resistive line, connected to this by thin metallic conductors deposited on the wafer.
Par ailleurs, d'autres conducteurs relient les pastilles à un film souple dont une extrémité est immobilisée sur la plaquette au moyen d'un dispositif de fixation, le film souple reposant quant à lui sur un circuit imprimé muni d'un connecteur. Etant donné que le procédé d'impression thermique consiste à échauffer sélectivement certains points de la ligne résistive, la plaquette support est fixée sur un radiateur de dissipation de chaleur.Furthermore, other conductors connect the pellets to a flexible film, one end of which is immobilized on the wafer by means of a fixing device, the flexible film resting for its part on a printed circuit provided with a connector. Since the thermal printing process consists in selectively heating certain points of the resistive line, the support plate is fixed on a heat dissipation radiator.
Lors de l'impression, le support d'impression passe sur un cabestan cylindrique auquel la plaquette est tangente par la ligne de points chauffants. L'encombrement de celui-ci oblige à éloigner les pastilles de composants électroniques le plus possible de la ligne résistive car les pastilles font saillie sur la plaquette. La largeur de la plaquette est donc importante, ce qui rend la tête relativement encombrante. De plus, le coût de la plaquette en céramique étant directement fonction de ses dimensions, pour un format donné d'impression, son coût dépend de cette largeur. Enfin, les pastilles étant fixées sur la plaquette en céramique, leur refroidissement est imparfait, ce qui se traduit par un fonctionnement à température élevée, donc dans des conditions qui nuisent à leur fiabilité et leur durée de vie. During printing, the printing medium passes over a cylindrical capstan to which the plate is tangent by the line of heating points. The size of the latter means that the electronic component pads have to be moved as far as possible from the resistive line because the pads protrude from the wafer. The width of the plate is therefore important, which makes the head relatively bulky. In addition, the cost of the ceramic plate being a direct function of its dimensions, for a given printing format, its cost depends on this width. Finally, the pellets being fixed on the ceramic plate, their cooling is imperfect, which results in operation at high temperature, therefore under conditions which affect their reliability and their lifespan.
L'invention a pour but de proposer une tête d'imprimante thermique d'encombrement et de coût réduits, et dans laquelle les pastilles sont soumises à des tempéra tures de fonctionnement plus basses que dans la tête précitée. The object of the invention is to propose a thermal printer head of reduced size and cost, and in which the pellets are subjected to lower operating temperatures than in the aforementioned head.
L'invention vise donc une tête d'imprimante thermique comprenant une plaquette support, une ligne de points chauffants électriquement résistive portée par la plaquette support, des pastilles de composants électroniques intégrés reliées à la ligne résistive, un circuit imprimé relié aux pastilles de composants électroniques, et un radiateur, la plaquette support et le circuit imprimé étant disposés en regard d'un même côté du radiateur. The invention therefore relates to a thermal printer head comprising a support plate, a line of electrically resistive heating points carried by the support plate, wafers of integrated electronic components connected to the resistive line, a printed circuit connected to the wafers of electronic components. , and a radiator, the support plate and the printed circuit being arranged facing the same side of the radiator.
Selon l'invention, cette tête est caractérisée en ce que les pastilles de composants électroniques intégrés sont fixées à ce côté du radiateur. According to the invention, this head is characterized in that the pads of integrated electronic components are fixed to this side of the radiator.
Alors que dans la tête précitée de l'état de la technique les pastilles constituaient une surépaisseur à la surface de la plaquette, cet inconvénient disparaît avec la fixation des pastilles au radiateur. I1 est donc possible de diminuer la largeur de la plaquette. While in the aforementioned head of the state of the art the pellets constituted an additional thickness on the surface of the wafer, this drawback disappears with the fixing of the pellets to the radiator. It is therefore possible to reduce the width of the plate.
De plus, comme les pastilles de composants électroniques sont dissociées de la plaquette support, on peut indépendamment remplacer les pastilles ou la plaquette, ce qui diminue les coûts de maintenance. In addition, since the electronic component pads are separated from the support board, the pads or the board can be replaced independently, which reduces maintenance costs.
En outre, on améliore le refroidissement des pastilles de composants électroniques. In addition, the cooling of the pellets of electronic components is improved.
Le côté précité du radiateur est constitué d'une face unique ou de plusieurs portions de surfaces consécutives disposées dans des plans parallèles différents. The aforementioned side of the radiator consists of a single face or of several portions of consecutive surfaces arranged in different parallel planes.
Selon une version avantageuse de l'invention, les pastilles de composants électroniques sont reliées à la plaquette et au circuit imprimé par des fils conducteurs fixés directement aux pastilles, à la plaquette et au circuit imprimé. According to an advantageous version of the invention, the pads of electronic components are connected to the wafer and to the printed circuit by conductive wires fixed directly to the pads, to the wafer and to the printed circuit.
Ainsi il n'est plus besoin d'utiliser ni film souple, ni dispositif de fixation du film à la plaquette support, comme cela était nécessaire auparavant pour réaliser la connexion électrique entre la plaquette support et le circuit imprimé. Les pastilles étant dissociées de la plaquette, elles peuvent être directement et facilement reliées au circuit imprimé par des fils conducteurs. Thus, there is no longer any need to use either flexible film or device for fixing the film to the support plate, as was previously necessary to make the electrical connection between the support plate and the printed circuit. The pellets being dissociated from the wafer, they can be directly and easily connected to the printed circuit by conductive wires.
Selon une version avantageuse de l'invention, un bord de la plaquette support étant adjacent et parallèle à un bord du circuit imprimé et ledit côté du radiateur présentant des faces parallèles sur lesquelles sont fixés le radiateur et le circuit imprimé, ledit côté du radiateur présente une portion longitudinale en saillie par rapport à ces faces et s'étendant entre ces bords, les pastilles de composants électroniques intégrés étant fixées à cette portion. According to an advantageous version of the invention, an edge of the support plate being adjacent and parallel to an edge of the printed circuit and said side of the radiator having parallel faces on which the radiator and the printed circuit are fixed, said side of the radiator a longitudinal portion projecting from these faces and extending between these edges, the pads of integrated electronic components being fixed to this portion.
On peut par exemple réaliser le radiateur de sorte que les faces supérieures de la plaquette, des pastilles et du circuit imprimé soient disposées dans un même plan. Par conséquent, les conducteurs reliant la face supérieure des pastilles à la plaquette et au circuit imprimé peuvent avoir une longueur réduite, donc être moins fragiles. It is for example possible to produce the radiator so that the upper faces of the wafer, of the pads and of the printed circuit are arranged in the same plane. Consequently, the conductors connecting the upper face of the pads to the wafer and to the printed circuit may have a reduced length, therefore be less fragile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode préféré de réalisation. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non-limitatif:
- la figure 1 est une vue en perspective partielle et en coupe d'une tête d'imprimante thermique selon l'invention; et
- la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail D de la figure 1.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent in the description which follows of a preferred embodiment. In the appended drawings given by way of non-limiting example:
- Figure 1 is a partial perspective view in section of a thermal printer head according to the invention; and
FIG. 2 is a view on a larger scale of the detail D of FIG. 1.
La tête d'imprimante thermique représentée sur les figures comprend une plaquette support 2 de forme plate rectangulaire en céramique. Cette plaquette porte sur sa face supérieure 3 et au voisinage de l'un de ses bords 6 une ligne de points chauffants électriquement résistive 4. The thermal printer head shown in the figures comprises a support plate 2 of rectangular flat ceramic shape. This plate carries on its upper face 3 and in the vicinity of one of its edges 6 a line of electrically resistive heating points 4.
L'échauffement par effet Joule de chacun des points de cette ligne 4 permet l'impression d'un support, ce de diverses manières connues qui ne sont pas détaillées ici.The heating by Joule effect of each of the points of this line 4 allows the printing of a support, this in various known ways which are not detailed here.
De part et d'autre de la ligne résistive 4 se trouvent des conducteurs 8 et 10 déposés sur la plaquette 2 pour l'alimentation électrique des points de la ligne résistive 4. Les conducteurs 8 situés entre la ligne résistive 4 et le bord longitudinal 6 sont reliés à un conducteur commun 12 longeant le bord 6. On either side of the resistive line 4 are conductors 8 and 10 deposited on the wafer 2 for the electrical supply of the points of the resistive line 4. The conductors 8 located between the resistive line 4 and the longitudinal edge 6 are connected to a common conductor 12 along the edge 6.
La tête comprend également un radiateur métallique 24 pour dissiper la chaleur générée par la ligne résistive 4. La plaquette 2 est disposée en regard d'un côté de ce radiateur et en l'espèce collée à ce côté au moyen d'une couche de colle 28. The head also includes a metal radiator 24 for dissipating the heat generated by the resistive line 4. The plate 2 is arranged opposite one side of this radiator and in this case glued to this side by means of a layer of glue 28.
La tête comprend encore des pastilles de composants électroniques intégrés 14, notamment des puces et des thermistances, pour la commande de l'échauffement des points de la ligne résistive 4. Conformément à l'invention, les pastilles de composants électroniques 14 sont fixées à ce même côté du radiateur. Ces pastilles alignées parallèlement à la ligne résistive sont reliées à celle-ci via les conducteurs 10 par des fils conducteurs 16, par exemple en or, s'étendant depuis la face supérieure 17 des pastilles jusqu'aux conducteurs 10. The head also comprises pellets of integrated electronic components 14, in particular chips and thermistors, for controlling the heating of the points of the resistive line 4. According to the invention, the pellets of electronic components 14 are fixed to this same side of the radiator. These pads aligned parallel to the resistive line are connected to the latter via the conductors 10 by conductive wires 16, for example made of gold, extending from the upper face 17 of the pads to the conductors 10.
La tête comprend en outre un circuit imprimé 18. The head further comprises a printed circuit 18.
Le circuit imprimé 18 est disposé en regard du côté précité du radiateur, et en l'espèce, collé à ce côté au moyen d'une couche de colle 28. Une face supérieure 19 du circuit imprimé porte des conducteurs gravés 20. Ceux-ci sont reliés aux pastilles 14 par des fils conducteurs 22, semblables aux fils 16, fixés directement au circuit imprimé 18 et à la face supérieure 17 des pastilles.The printed circuit 18 is arranged opposite the aforementioned side of the radiator, and in this case glued to this side by means of a layer of glue 28. An upper face 19 of the printed circuit carries etched conductors 20. These are connected to the pads 14 by conductive wires 22, similar to the wires 16, fixed directly to the printed circuit 18 and to the upper face 17 of the pads.
Le circuit imprimé porte ici un connecteur 21 dont les broches sont reliés aux conducteurs 20 du circuit imprimé. Le circuit imprimé 18 présente un bord longitudinal 23 adjacent et parallèle à un bord longitudinal 25 de la plaquette 2 comme le montre la figure 2. The printed circuit here carries a connector 21, the pins of which are connected to the conductors 20 of the printed circuit. The printed circuit 18 has a longitudinal edge 23 adjacent and parallel to a longitudinal edge 25 of the wafer 2 as shown in FIG. 2.
Dans le présent mode de réalisation, le côté précité du radiateur 24 présente deux faces parallèles 26 et 27 sur lesquelles sont respectivement fixés la plaquette 2 et le circuit imprimé 18, la face 26 étant à un niveau inférieur à celui de la face 27. In the present embodiment, the aforementioned side of the radiator 24 has two parallel faces 26 and 27 on which the plate 2 and the printed circuit 18 are respectively fixed, the face 26 being at a level lower than that of the face 27.
De plus, ce côté présente entre les faces 26 et 27 une portion longitudinale 30 en saillie par rapport à celles-ci et s'étendant entre le bord 23 du circuit imprimé et le bord 25 de la plaquette 2, les pastilles 14 étant fixées à la face supérieure 32 de cette portion. La plaquette 2 étant plus épaisse que le circuit imprimé 18, la face 26, la face 27 et la portion 30 du radiateur sont conformées de sorte que la face supérieure 3 de la plaquette 2, la face supérieure 17 des pastilles 14 et la face supérieure 19 du circuit imprimé 18 sont disposées dans un même plan. Cela permet notamment d'utiliser des fils de connexion 16 et 22 de longueur réduite puisqu'il n'est pas besoin de compenser l'épaisseur des pastilles 14. In addition, this side has between the faces 26 and 27 a longitudinal portion 30 projecting from them and extending between the edge 23 of the printed circuit and the edge 25 of the wafer 2, the pads 14 being fixed to the upper face 32 of this portion. The plate 2 being thicker than the printed circuit 18, the face 26, the face 27 and the portion 30 of the radiator are shaped so that the upper face 3 of the plate 2, the upper face 17 of the pads 14 and the upper face 19 of the printed circuit 18 are arranged in the same plane. This makes it possible in particular to use connection wires 16 and 22 of reduced length since there is no need to compensate for the thickness of the pads 14.
Les pastilles de composants électroniques 14 sont fixées au radiateur 24 au moyen d'une couche de colle électriquement conductrice 33 disposée entre la base des pastilles et le radiateur. On met ainsi la base des pastilles à la masse électrique, ce qui améliore leur fonctionnement. The pads of electronic components 14 are fixed to the radiator 24 by means of a layer of electrically conductive adhesive 33 disposed between the base of the pads and the radiator. This puts the base of the pellets to electrical ground, which improves their operation.
Un enrobage 34 recouvre les pastilles 14 et les fils conducteurs 16, 22. Constitué de résine, cet enrobage protège les pastilles à l'égard des chocs mécaniques. I1 s'étend ici de façon continue depuis le bord 25 de la plaquette support 2 jusqu'au bord 23 adjacent du circuit imprimé 18 en recouvrant chacun de ces bords. Les pastilles étant disposées entre la plaquette 2 et le circuit imprimé 18, la résine dépasse moins au-dessus de la plaquette que dans la tête précitée de l'état de la technique dans laquelle les pastilles se trouvent sur la plaquette. A coating 34 covers the pellets 14 and the conductive wires 16, 22. Made of resin, this coating protects the pellets from mechanical shock. I1 here extends continuously from the edge 25 of the support plate 2 to the adjacent edge 23 of the printed circuit 18 covering each of these edges. The pellets being disposed between the wafer 2 and the printed circuit 18, the resin protrudes less above the wafer than in the aforementioned head of the prior art in which the pellets are on the wafer.
Sur les figures, les épaisseurs des différents éléments de la tête ont été exagérées pour la clarté du dessin. In the figures, the thicknesses of the various elements of the head have been exaggerated for the clarity of the drawing.
Les instructions d'impressions reçues du connecteur 21 et transmises au circuit imprimé 18 sont traitées par les pastilles de composants électroniques 14 pour commander l'échauffement sélectif des points de la ligne résistive 4. The printing instructions received from the connector 21 and transmitted to the printed circuit 18 are processed by the electronic component pads 14 to control the selective heating of the points of the resistive line 4.
Le circuit imprimé 18, dans l'exemple représenté, comporte un connecteur 21. Ce n'est pas sortir du cadre de l'invention que de prévoir tout autre moyen de connexion entre les conducteurs portés par le circuit imprimé 18 et les conducteurs issus du microprocesseur de commande de fonctionnement de l'imprimante. Ces conducteurs sont en général réunis dans un câble plat (limande). Ce câble plat peut comporter des plages conductrices qui seront maintenues au contact de plages conductrices correspondantes portées par le circuit imprimé pour réaliser la connexion électrique entre circuit imprimé et limande. The printed circuit 18, in the example shown, comprises a connector 21. It is not departing from the scope of the invention to provide any other means of connection between the conductors carried by the printed circuit 18 and the conductors coming from the printer operation control microprocessor. These conductors are generally combined in a flat cable (ribbon cable). This flat cable may include conductive pads which will be kept in contact with corresponding conductive pads carried by the printed circuit to make the electrical connection between the printed circuit and the ribbon cable.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GC | Lien (pledge) constituted | ||
| CJ | Change in legal form | ||
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| GC | Lien (pledge) constituted | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20051031 |