JP2001038941A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JP2001038941A JP11218352A JP21835299A JP2001038941A JP 2001038941 A JP2001038941 A JP 2001038941A JP 11218352 A JP11218352 A JP 11218352A JP 21835299 A JP21835299 A JP 21835299A JP 2001038941 A JP2001038941 A JP 2001038941A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 サーマルヘッドの小型化とプラテン径に影響
を与えないヘッド構造により、完全ストレートパスを実
現しコストの低減を行う。 【解決手段】 スルホール１０接続や折返し接続端子に
より駆動素子５及び接続部分とそれを保護する封止７を
発熱抵対抗体２と反対面に設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリやプ
リンター等の感熱記録に用いられるサーマルヘッドに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサーマルヘッドは、図５に示すよ
うに発熱抵抗体２にそれぞれに接続された個別電極３と
駆動素子５とが接続し、他端が共通電極４と接続して絶
縁基板１上において同一平面上に設置されている。各個
別電極３と駆動素子５はワイヤーボンドやフリップチツ
プにより接続されており、駆動素子５及び接続部は保護
のために駆動素子周辺部をエポキシ樹脂などにより封止
されている。封止は駆動素子５及び接続部分全体を覆
い、さらに信頼性を保つためにその範囲より広い幅と高
さを持つ形状となっている。このため、紙と回転して紙
を走行させるプラテンとの干渉を避けるために封止位置
は発熱抵抗体２より一定以上離す必要がある。しかし反
面、サーマルヘドのコストを低減するためには基板幅を
出来るだけ狭くして、１処理単位基板からの取個数を多
くする必要がある。このため、プラテン径を出来る限り
細くして干渉を避ける等して基板幅の縮小と封止と紙及
９びプラテン８との干渉を両立させているが、プラテン
径を細くすることによりプラテンの強度不足やたわみ、
押し圧によるつぶれ量（紙との接地面積）の低減等の問
題があり印字品質に悪影響を与えてしまう。このため、
プラテン径としては５ｍｍから１０ｍｍ程度が限界とさ
れ、封止との干渉を避けるためには基板幅をある程度以
上に小さくすることが出来ない。
【０００３】また、このような構造のように封止部分を
避けて紙を挿入するため、紙挿入経路が湾曲してこしの
硬い厚紙や折り曲げが困難なプラスチック製の紙等は印
字には使えない。このため、従来技術においてはこれら
折り曲げが困難な紙に対してはストレートパス（直線的
な紙挿入経路）を確保するため、図６のように発熱抵抗
体２を基板の端面に設置して、駆動素子５を発熱抵抗体
２に対して垂直に設置する端面型サーマルヘッドや、図
７のように発熱対抗体２を基板の角部に設置してサーマ
ルヘッドを傾斜させることにより封止部との干渉を避け
るニアエッヂ型サーマルヘッドが使われてきた。また最
近では図８のように絶縁基板１の一部に凹部を加工して
基板自体に段差を設け、駆動素子５の設置部分を発熱抵
抗体２よりも低くする方法等も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、どの方法にお
いても基板形状が複雑であるためその加工が困難である
事や、異なる面や大きな段差がある面にパターニングを
行う必要があるため製造方法が複雑になりコストを低減
することが困難であった。
【０００５】
【発明を解決するための手段】本発明ではこれらの課題
を解決するため、スルーホール接続や折返し端子接続を
用いて基板の表裏面を電気的に接続して、駆動素子を発
熱対抗体の裏面に設置出来るようにしたものである。本
発明により発熱体設置面側に封止がなくなり完全フラッ
トなストレートパスが実現出来き、プラテン及び紙と封
止の干渉が一切なくなるため基板サイズを縮小すること
が出来る。また従来、サーマルヘッドサイズを小さくす
るためにプラテン径を小さくしなければならなかった
が、基板幅によらず必要なプラテン径を選択することが
できる。また、駆動素子を裏面に設置することにより、
これまで必要であった駆動素子の設置面積が不必要とな
り、更に基板幅を小さくすることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】（実施例１）以下にこの発明の実
施例を図に基づいて詳細に説明する。図１はスルーホー
ル接続を用いた実施例の断面図であり、図３（ａ）に示
すように２発熱抵抗体で１ドットが構成されるＵターン
電極構造におけるサーマルヘッドである。
【０００７】図１において絶縁基板１の表面側に発熱抵
抗体２が１ドットを構成する２発熱抵抗体の対毎に１列
に配列されており、Ｕターン電極をはさみそれぞれ一つ
の発熱抵抗体は個別電極３へ、もう一つは共通電極４へ
電気的に接続されていて、その周辺は保護膜により保護
されている。各々の個別電極は発熱抵抗体と他方の端が
スルーホールに接続しており、このスルーホール１０を
通して絶縁基板１の裏面側へ電気的に接続されている。
裏面側においては各々のスルーホールより更に個別電極
が延長され、個々の個別電極はワイヤーボンドまたはフ
リップチップ等により駆動素子５と接続しており、駆動
素子及び接続部分はエポキシ系樹脂等によりなる封止７
によって覆われている。
【０００８】一方、共通電極側は絶縁基板１の一辺側で
すべての共通電極が帯状パターンでつながっており、パ
ターン内の複数個のスルーホールを通して絶縁基板１の
裏面側へ電気的に接続され、駆動素子により選択された
個別電極に共通電極から電流が流れることで、発熱抵抗
体の一部が発熱する。この時、スルーホールとしては直
径が0.０５ｍｍ以下であり、スルーホール間隔が0.１ｍ
ｍ以下である事が望ましい。これは発熱抵抗体のドット
密度が２００ＤＰＩ（８ｄｏｔ／ｍｍ）の場合にドット
ピッチが0.１２５ｍｍとなるためである。しかし、実際
にスルホールを形成するにあたりこのような小径・小ピ
ッチのものを加工する事が困難な場合には直径が０．０
５ｍｍ以上であり、スルーホール間隔が0.１ｍｍ以上で
あっても構わず、その時はスルホールをその寸法のあわ
せて千鳥配列させて効率よく整列させる必要がある。こ
れは２００ＤＰＩ以上の場合であっても同様である。
【０００９】また、スルーホールを通して絶縁基板の表
裏面を電気的に接続させるためにはスルーホール内部を
導体で充填させ方法、湿式メッキによる方法や真空膜付
けによる方法等が用いられ、１個のスルーホールあたり
５〜１００ｍＡ以上の電流容量が確保出来る事が必要で
ある。以上はＵターン電極構造のサーマルヘッドの場合
について説明を行なったが、図３（ｂ）のように１ドッ
ト１発熱対抗体で構成されるコモン電極構造のサーマル
ヘッドについても同様である。
【００１０】（実施例２）図２は折返し端子接続を用い
た実施例の断面図であり、図４（ａ）に示すように１発
熱抵抗体で１ドットが構成されるコモン電極構造による
サーマルヘッドである。図２において絶縁基板１の表面
側に発熱抵抗体２が１ドット毎に１列に配列されてお
り、発熱抵抗体をはさみそれぞれ一方は個別電極３へ、
もう一方は共通電極４へ電気的に接続されており、その
周辺は保護膜により保護されている。各々の個別電極は
一方は発熱抵抗体と接続し、他方の端は絶縁基板端面付
近まで延びており、折返し接続端子１１を用いて絶縁基
板１の裏面側へ電気的に接続されている。裏面側におい
ては各々の折返し接続端子が裏面側の個別電極と１対１
に対応するように接続され、個々の個別電極はワイヤー
ボンドまたはフリップチップ等により駆動素子５と接続
しており、駆動素子及び接続部分はエポキシ系樹脂等に
よる封止７により覆われている。
【００１１】一方、共通電極側は各共通電極が絶縁基板
１の一辺側の帯状パターンでつながっており、パターン
内の折返し接続端子を通して絶縁基板１の裏面側へ電気
的に接続されていて、駆動素子により選択された個別電
極に共通電極から電流が流れることで、発熱抵抗体の一
部が発熱する。この時の折返し接続端子としては端子ピ
ッチが0.１ｍｍ以下であり、端子幅間隙間が十分ある事
が望ましい。これは発熱抵抗体の密度が２００ＤＰＩ
（８ｄｏｔ／ｍｍ）の場合にドットピッチが0.１２５ｍ
ｍとなるためであり、端子接続時のズレや裏表面のパタ
ーニングズレによる隣接間ドットショートを避けるため
である。また、２００ＤＰＩ以上の場合はその寸法に合
わせて更に狭ピッチの折返し接続端子が必要となる。
【００１２】また、折返し接続端子を通して絶縁基板の
表裏面を電気的に接続させるためにはフレキシブルパタ
ーン回路（ＦＰＣ）を用いて半田や異方性導電膜により
接続する方法、クリップ状の金属端子を整列させる方法
やワイヤーボンディングで接続する方法等が用いられ、
１端子あたり５〜１００ｍＡ以上の電流容量が確保出来
る事が必要である。
【００１３】以上はコモン電極構造のサーマルヘッドで
発熱体近傍に帯状のコモン電極を設置した場合について
説明を行なったが、図４（ｂ）のようにコモン電極を絶
縁基板の両側へ配線したタイプのサーマルヘッドについ
ても同様である。
【００１４】
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドにより、発熱体
設置面側には封止がなくなり完全フラットなストレート
パスが実現出来き、駆動素子を裏面に設置することによ
り発熱抵抗体設置面側にこれまで必要であった駆動素子
の設置面積が不必要となり、更に基板幅を小さくするこ
とが出来る。また、今までサーマルヘッドサイズを小さ
くするために印字品質を犠牲にしてプラテン径を小さく
しなければならなかったが、基板幅によらず必要なプラ
テン径を選択することが出来き、サーマルプリンタの設
計自由度が格段に向上する。
【００１５】製造工程においても流動形態が簡素化さ
れ、１処理単位基板の取り個数がアップして生産性が向
上し、コストダウンにも大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるスルーホール接続を用いた場合
のサーマルヘッドの断面図である。
【図２】本発明における折返し端子接続を用いた場合の
サーマルヘッドの断面図である。
【図３】本発明におけるスルーホール接続を用いた場合
のサーマルヘッドの平面図である。
【図４】本発明における折返し端子接続を用いた場合の
サーマルヘッドの平面図である。
【図５】従来のサーマルヘッドを示す断面図である。
【図６】従来の別のサーマルヘッドを示す断面図であ
る。
【図７】従来の別のサーマルヘッドを示す断面図であ
る。
【図８】従来の別のサーマルヘッドを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 絶縁性基板 ２ 発熱抵抗体 ３ 個別電極 ４ 共通電極 ５ 駆動素子 ６ 保護膜 ７ 封止 ８ プラテン ９ 紙 １０ スルーホール １１ 折返し接続端子 １２ Ｕターン電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁基板上にライン状に配列した発熱抵
    抗体と、各々の発熱抵抗体に電気的に接続した個別電極
    と、前記個別電極と前記発熱抵抗体を介して電気的に接
    続されるように配置した共通電極と、前記発熱抵抗体と
    前記個別電極と前記共通電極を保護する保護膜と、各々
    の前記個別電極に接続した駆動素子とを有し、前記駆動
    素子により選択した前記個別電極に前記共通電極から電
    流が流れることで、前記発熱抵抗体の一部が発熱するサ
    ーマルヘッドにおいて、 前記発熱抵抗体と電気的に接続した前記個別電極と前記
    共通電極が前記絶縁基板の表裏面でそれぞれ電気的に接
    続され、また前記駆動素子が発熱抵抗体設置面に対して
    反対面に設置されていることを特徴とするサーマルヘッ
    ド。
  2. 【請求項２】 前記表裏面の電気的接続が前記絶縁基板
    の厚み方向に対して貫通したスルーホールを通して電気
    的に接続されることを特徴とする請求項１記載のサーマ
    ルヘッド。
  3. 【請求項３】 前記表裏面の電気的接続が前記絶縁基板
    の端面において折返し接続端子によって電気的に接続さ
    れることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
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