JP2000334992A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構成が簡単な生産性の良いサーマルヘッドを提
供する。 【解決手段】矩形状絶縁基板2 の一方の長辺に沿う端面
に多数の発熱素子を配設するとともに絶縁基板2 の下面
に発熱素子の各一端に接続される共通電極4 を被着さ
せ、絶縁基板上面の他方の長辺に沿って複数の外部接続
端子7 を並設したヘッド基板1 と、一端側の中央域に外
部接続端子7 に接続される複数の第１配線端子9 を、両
端域に共通電極4 に接続される複数の第２配線端子10を
形成したＦＰＣ8 とから成り、前記ＦＰＣ8 の一端側の
中央域をヘッド基板上面の他方の長辺に沿って重畳させ
るとともに該重畳部で第１配線端子9 を対応する外部接
続端子7 に接続し、かつＦＰＣ8 の中央域と両端域の間
を第２配線端子10が絶縁基板下面と対向するようにＵ字
状に湾曲させるとともに該対向部で第２接続端子10を共
通電極4 に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図５に
示す如く、矩形状をなす絶縁基板22の一方の長辺に沿っ
た端面に多数の発熱素子23を直線状に配設するとともに
絶縁基板上面の他方の長辺に沿って複数の外部接続端子
24を並設したヘッド基板21と、一端側に前記外部接続端
子24に接続される複数の配線端子を有したフレキシブル
配線板（以下、ＦＰＣと略記する）26とで構成され、前
記ＦＰＣ26の一端部をヘッド基板上面の他方の長辺に沿
って重畳させるとともに該重畳部で前記配線端子を対応
する外部接続端子24に半田等の導電性接着剤を介して接
続させた構造を有している。

【０００３】かかるサーマルヘッドは発熱素子23がヘッ
ド基板21の端面にあることから一般に端面型サーマルヘ
ッドと呼ばれており、曲げることが困難な硬質の記録媒
体に印画する場合に適したものとして広く用いられてい
る。

【０００４】このような従来のサーマルヘッドを用いて
印画を行なう場合は、サーマルヘッドの端面、具体的に
はヘッド基板21の端面に配設した発熱素子23上の保護膜
（図示せず）表面に記録媒体を摺接させながら多数の発
熱素子13を外部からの画像データに基づいて個々に選択
的にジュール発熱させ、該発熱した熱を記録媒体に伝導
させることによって記録媒体に所定の印画が形成される
こととなる。

【０００５】尚、前記ＦＰＣ26はプリンタ本体（図示せ
ず）からの電力等をヘッド基板21に供給するためのもの
であり、その他端側にはサーマルヘッドをプリンタ本体
に接続させるためのコネクタ28が取着されている。この
ようなＦＰＣ26としては可撓性を有したベースフィルム
とカバーフィルムの間に所定パターンの配線導体を挟持
させた構造のものが知られている。

【０００６】また上述した従来のサーマルヘッドにおい
てはヘッド基板21の下面側に全ての発熱素子23に接続さ
れる共通電極が被着されており、この共通電極をジャン
パー線等の接続部材29を使ってＦＰＣ26の配線導体に接
続させるようにしている。かかる共通電極はＦＰＣ26の
配線導体、コネクタ28を介してプリンタ本体の電源に接
続され、所定の電位に保持されることとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、絶縁基板下面の共通電
極とＦＰＣ16とをジャンパー線等の接続部材29を使って
接続するようにしている。そのため、サーマルヘッドの
部品点数が増えて構成が複雑化するとともに、その組み
立て工程が煩雑になり、生産性の低下を招く欠点を有し
ていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、矩形状
をなす絶縁基板の一方の長辺に沿う端面もしくは上面に
多数の発熱素子を配設するとともに前記絶縁基板の下面
に前記多数の発熱素子の各一端に接続される共通電極を
被着させ、前記絶縁基板上面の他方の長辺に沿って複数
の外部接続端子を並設したヘッド基板と、一端側の中央
域に前記外部接続端子に接続される複数の第１配線端子
を、両端域に前記共通電極に接続される複数の第２配線
端子を形成したＦＰＣとから成り、前記ＦＰＣの一端側
の中央域をヘッド基板上面の他方の長辺に沿って重畳さ
せるとともに該重畳部で前記第１配線端子を対応する外
部接続端子に接続し、かつ前記ＦＰＣの前記中央域と両
端域の間を前記第２配線端子が絶縁基板下面と対向する
ようにＵ字状に湾曲させるとともに該対向部で前記第２
配線端子を共通電極に接続したことを特徴とするもので
ある。

【０００９】また本発明のサーマルヘッドは、前記ＦＰ
Ｃの湾曲部の内周とヘッド基板の側面とが接着剤にて固
着されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態に係るサーマ
ルヘッドの斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３
は図１のＹ−Ｙ線断面図であり、1 はヘッド基板、2 は
絶縁基板、3 は発熱素子、4 は共通電極、7 は外部接続
端子、8 はＦＰＣ、9 は第１配線端子、10は第２配線端
子である。

【００１１】前記ヘッド基板1 は、矩形状をなす絶縁基
板2 の一方の長辺に沿う端面に多数の発熱素子3 を配設
し、下面に多数の発熱素子3 の各一端に共通接続される
共通電極4 を被着し、上面に多数の発熱素子3 の各他端
に個別に接続される個別電極5aや信号配線5b，給電配線
5c等をそれぞれ所定パターンに被着させた上、複数個の
ドライバーＩＣ6 を実装し、更に絶縁基板上面の他方の
長辺に沿って複数の外部接続端子7 を並設させた構造を
有している。

【００１２】前記絶縁基板2 は、アルミナセラミックス
やガラス等の電気絶縁性材料から成り、上述した発熱素
子3 や共通電極4 ，外部接続端子7 等を支持するための
支持母材として機能する。

【００１３】尚、前記絶縁基板2 は、例えばアルミナセ
ラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシ
ア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を
添加・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知
のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用す
ることによってセラミックグリーンシートを得、しかる
後、該セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜い
た上、高温で焼成することにより製作される。

【００１４】また前記絶縁基板2 の端面に設けられてい
る多数の発熱素子3 は、例えば３００ｄｐｉのドット密
度で直線状に配列されている。

【００１５】前記多数の発熱素子3 は、その各々がＴａ
ＳｉＯ系，ＴｉＳｉＯ系，ＴｉＣＳｉＯ系等の電気抵抗
材料から成っているため、共通電極4 や個別電極5a，Ｆ
ＰＣ8 等を介して電源電力が供給されるとジュール発熱
を起こし、記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の
温度となる。

【００１６】更に前記発熱素子3 の上面には窒化珪素等
から成る保護膜14が被着され、該保護膜14でもって発熱
素子3 等を記録媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれ
ている水分等の接触による腐食から保護するようにして
いる。

【００１７】また前記発熱素子3 の各一端に接続されて
いる共通電極4 は、Ａｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）
等の金属から成り、絶縁基板2 の端面から下面にかけて
被着・導出される。

【００１８】前記共通電極4 はドライバーＩＣ6 の駆動
に伴って個別電極5aとの間に所定の電位差が設けられた
際、各発熱素子3 に電力を印加するための一方側の電極
として機能し、絶縁基板2 の端面で各発熱素子3 に、ま
た絶縁基板2 の下面で後述するＦＰＣ8 の第２配線端子
10に電気的に接続される。

【００１９】尚、前記共通電極4 は後述するＦＰＣ8 の
配線導体を介して外部電源の一方の端子に接続され、例
えば２４Ｖの電位に保持される。

【００２０】一方、前記発熱素子3 の各他端に接続され
ている個別電極5aや信号配線5b，給電配線5c等はＡｌ
（アルミニウム）やＣｕ（銅）等の金属から成り、前記
個別電極5aは絶縁基板2 の端面から上面にかけて、前記
信号配線5b及び給電配線5cは絶縁基板2 の上面にそれぞ
れ所定パターンをなすように被着されている。

【００２１】前記個別電極5aは各発熱素子3 に電力を印
加するための他方側の電極として機能し、絶縁基板2 の
端面で対応する発熱素子3 に、また絶縁基板上面の中央
域でドライバーＩＣ6 の出力端子に電気的に接続され
る。

【００２２】尚、前記個別電極5aはドライバーＩＣ6 内
のスイッチングトランジスタや給電配線5c，ＦＰＣ8 の
配線導体等を介して外部電源の他方の端子に接続され、
印画動作時、例えば０Ｖの基準電位に保持される。

【００２３】また前記信号配線5bはドライバーＩＣ6 に
プリンタ本体からの印画制御信号や画像データを、前記
給電配線5cはプリンタ本体からの電源電力をドライバー
ＩＣ6 及び個別電極5aを介して発熱素子3 に供給する作
用を為し、これら信号配線5b及び給電配線5cは絶縁基板
上面の中央域でドライバーＩＣ6 の入力端子に電気的に
接続される。

【００２４】更に前記信号配線5b及び給電配線5cは、各
々の一端が絶縁基板2 の他方の長辺付近まで導出されて
おり、該導出部の一部上面には外部接続端子7 が設けて
ある。

【００２５】前記外部接続端子7 は前述した如く絶縁基
板上面の他方の長辺に沿って並設されており、該各外部
接続端子7 はヘッド基板1 の信号配線5bや給電配線5cを
ＦＰＣ7 の第１配線端子9 に半田等の導電性接着剤11を
介して接続させておくためのヘッド基板1 側の接続端子
として機能する。

【００２６】尚、前記発熱素子3 や共通電極4 ，個別電
極5a，信号配線5b，給電配線5c等は従来周知の薄膜手
法、具体的にはスパッタリングやフォトリソグラフィ
ー，エッチング等を採用することによって絶縁基板2 の
表面にそれぞれ所定パターンをなすように被着・形成さ
れる。

【００２７】また前記絶縁基板上面に実装されるドライ
バーＩＣ6 は、各発熱素子3 への通電をプリンタ本体か
らの画像データ及び印画制御信号に基づいて制御するた
めのものであり、その内部には各発熱素子3 への通電を
制御するためのスイッチングトランジスタやプリンタ本
体からの画像データを１ビットずつシリアルに転送する
ためのシフトレジスタ，画像データを一時的に保持する
ためのラッチ回路等が設けられている。

【００２８】前記ドライバーＩＣ6 は従来周知のフェー
スダウンボンディングを採用し、ドライバーＩＣ6 の下
面に設けられている出力端子及び入力端子を個別電極5a
や信号配線5b等に電気的に接続させることによってヘッ
ド基板1 上に実装される。

【００２９】そして、上述したヘッド基板1 の他方の長
辺側にはＦＰＣ8 が接続される。

【００３０】前記ＦＰＣ8 は、例えばポリイミド樹脂等
の可撓性を有したベースフィルム（厚み：１０μｍ〜３
５μｍ）の表面に銅箔等から成る配線導体を所定パター
ンに被着させるとともに、これをベースフィルムと同じ
材質のカバーフィルムで被覆した上、一端側の中央域に
外部接続端子7 に接続される複数の第１配線端子9 を、
両端域に共通電極4 に接続される複数の第２配線端子10
をそれぞれ設けた構造を有しており、該ＦＰＣ8 はプリ
ンタ本体からの画像データや印画制御信号，電源電力等
をヘッド基板1 に供給する作用を為す。

【００３１】また前記ＦＰＣ8 とヘッド基板1 の接続
は、ＦＰＣ8 の一端側の中央域をヘッド基板上面の他方
の長辺に沿って重畳させるとともに該重畳部で第１配線
端子9を対応する外部接続端子7 に導電性接着剤11を介
して接続し、かつＦＰＣ8 の一端側の中央域と両端域の
間を第２配線端子10が絶縁基板下面と対向するようにＵ
字状に湾曲させるとともに該対向部で第２接続端子10を
共通電極4 に導電性接着剤11を介して接続することによ
って行われている。

【００３２】このため、ヘッド基板下面の共通電極4 と
ヘッド基板上面の信号配線5b及び給電配線5cを単一のＦ
ＰＣ8 に接続させることができるようになり、ヘッド基
板1とＦＰＣ8 の接続に別途、ジャンパー線等の接続部
材を使う必要がなくなる。従ってサーマルヘッドの部品
点数を減らし構成を簡素化することが可能となる。

【００３３】またこの場合、ＦＰＣ8 の第１配線端子9
及び第２配線端子10はいずれもＦＰＣ8 の一方側の主面
に設けてあることから、第１配線端子9 及び第２配線端
子10をカバーフィルムもしくはベースフィルムの部分的
な除去等によって同時に形成することができ、それ故、
ＦＰＣ8 の製作が容易になるという利点もある。

【００３４】更に前記ＦＰＣ8 のＵ字状湾曲部の内周と
ヘッド基板1 の側面との間にシリコーン樹脂等から成る
接着剤13を充填し、該接着剤13でもって両者を固着させ
ておけば、その機械的強度が向上し、ＦＰＣ8 の断線等
が有効に防止されるという利点もある。従ってＦＰＣ8
の湾曲部の内周とヘッド基板1 の側面を接着剤13で固着
させておくことが好ましい。

【００３５】前記ＦＰＣ8 とヘッド基板1 との接続は、
まずＦＰＣ8 の一端側中央域をヘッド基板1 の他の長辺
に沿って重畳させた状態で外部接続端子7 と第１配線端
子9とを導電性接着剤11で接続し、しかる後、ＦＰＣ8
の一端側の中央域と両端域の間を第２配線端子10が絶縁
基板下面と対向するようにＵ字状に湾曲させて第２配線
端子10と共通電極4 とを導電性接着剤11で接続すること
により行なわれる。

【００３６】この場合、前記ＦＰＣ8 は所定の可撓性を
備えていることから、外力の印加等によって容易に湾曲
・変形させることができ、サーマルヘッドの生産性向上
にも供することができる。

【００３７】尚、かかるＦＰＣ8 は、サーマルヘッドを
プリンタ本体に接続する際、該ＦＰＣ8 の他端側に取着
されるコネクタ12を介してプリンタ本体に接続されるこ
ととなる。

【００３８】かくして上述したサーマルヘッドは、ＦＰ
Ｃ8 の配線導体やヘッド基板1 上の共通電極4 ，個別電
極5a等を介してプリンタ本体からの電源電力を発熱素子
3 に印加し、発熱素子3 を画像データに基づいて個々に
選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を
発熱素子3 上の保護膜14を介して記録媒体に伝導させ、
所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとし
て機能する。

【００３９】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。

【００４０】例えば上述の形態においては多数の発熱素
子3 を絶縁基板2 の一方の長辺に沿う端面に配設するよ
うにしたが、これに代えて多数の発熱素子3 を絶縁基板
上面の一方の長辺に沿って配設するようにしても構わな
い。この場合、共通電極は絶縁基板の上面から端面を経
て下面まで導出され、該導出部でＦＰＣ8 の第２配線端
子と接続されることとなる。

【００４１】また上述の形態においてＦＰＣ8 を２層以
上の多層配線構造となしても構わない。

【００４２】更に図４に示す如く、ＦＰＣ8 の両端域と
ＦＰＣ本体を緩やかな曲線8aによって繋ぐようにしても
良く、この場合、ＦＰＣ8 の機械的強度を更に向上させ
ることができる。

【００４３】また更に前記ヘッド基板1 の下面側に位置
するＦＰＣ8 の両端部を上述の形態よりも長くして、Ｆ
ＰＣ8 の一端側でヘッド基板1 を囲うようにしておけ
ば、共通電極4 と第２配線端子との接続面積を十分に広
く確保することができ、接続強度を向上させるのに有利
な構造となる。

【００４４】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、ヘッ
ド基板下面の共通電極とヘッド基板上面の外部接続端子
を単一のＦＰＣに直接接続させることで、サーマルヘッ
ドの部品点数を減らし、構成を簡素化することができ
る。

【００４５】また本発明のサーマルヘッドによれば、Ｆ
ＰＣの第１配線端子及び第２配線端子はいずいれもＦＰ
Ｃの一方側の主面に設けてあることから、第１配線端子
及び第２配線端子をＦＰＣのカバーフィルムもしくはベ
ースフィルムの部分的な除去等によって同時に形成する
ことができ、ＦＰＣの製作が容易になる。

【００４６】更に本発明のサーマルヘッドによれば、組
み立て工程における煩雑な作業をなくし、サーマルヘッ
ドの生産性向上にも供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態にかかるサーマルヘッドの斜視
図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】図１のＹ−Ｙ線断面図である。

【図４】本発明の他の形態にかかるサーマルヘッドの斜
視図である。

【図５】従来のサーマルヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

1 ・・・ヘッド基板、2 ・・・絶縁基板、3 ・・・発熱
素子、4 ・・・共通電極、7 ・・・外部接続端子、8 ・
・・ＦＰＣ、9 ・・・第１配線端子、10・・・第２配線
端子、13・・・接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形状をなす絶縁基板の一方の長辺に沿う
   端面もしくは上面に多数の発熱素子を配設するとともに
   前記絶縁基板の下面に前記多数の発熱素子の各一端に接
   続される共通電極を被着させ、前記絶縁基板上面の他方
   の長辺に沿って複数の外部接続端子を並設したヘッド基
   板と、 一端側の中央域に前記外部接続端子に接続される複数の
   第１配線端子を、両端域に前記共通電極に接続される複
   数の第２配線端子を形成したフレキシブル配線板とから
   成り、 前記フレキシブル配線板の一端側の中央域をヘッド基板
   上面の他方の長辺に沿って重畳させるとともに該重畳部
   で前記第１配線端子を対応する外部接続端子に接続し、 かつ前記フレキシブル配線板の前記中央域と両端域の間
   を前記第２配線端子が絶縁基板下面と対向するようにＵ
   字状に湾曲させるとともに該対向部で前記第２接続端子
   を共通電極に接続したことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。
2. 【請求項２】前記フレキシブル配線板の湾曲部の内周と
   ヘッド基板の側面とが接着剤にて固着されていることを
   特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。