JP2001096783A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産性に優れ、かつ、ＦＰＣをヘッド基板に対
して長期にわたり確実に接続させておくことが可能なサ
ーマルヘッドを提供する。 【解決手段】四角形状をなすセラミック基板2 上に、直
線状に配列された多数の発熱素子３及び一端に回路端子
8,9 を有する多数の回路導体4,6 を被着させるとともに
回路端子の１個(8) をセラミック基板上面の一辺に沿っ
て帯状に、残りの複数の回路端子9 を帯状の回路端子8
に沿って１列状に配設したヘッド基板1 と、回路端子8,
9 が配設されているセラミック基板2 の一辺に沿って一
部が重畳され、該重畳部に多数の配線端子を有するフレ
キシブル配線基板10とから成り、前記ヘッド基板1 の回
路端子8,9 とフレキシブル配線基板10の配線端子とを半
田接合することにより、半田接合部をセラミック基板2
の一辺に沿って２列状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオプリンタやフ
ァクシミリ等の印画デバイスとして用いられるサーマル
ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオプリンタ等の記録デバ
イスとしてサーマルヘッドが用いられている。

【０００３】かかる従来のサーマルヘッドは、例えば、
直線状に配列された多数の発熱素子及び多数の回路導体
を有するヘッド基板と、多数の配線端子を有するフレキ
シブル配線基板（以下、ＦＰＣと略記する）とから成
り、該ＦＰＣの一部を前記ヘッド基板の一辺に沿って重
畳させた上、該重畳部で前記回路導体の一端に設けた回
路端子をＦＰＣの配線端子に半田接合した構造を有して
いる。

【０００４】尚、前記回路端子はヘッド基板の一辺に沿
って１列状に配設されており、回路端子と配線端子との
半田接合部も１列状に形成されていた。

【０００５】そして上述のサーマルヘッドにより感熱紙
に印画する場合は、感熱紙を発熱素子上に搬送しなが
ら、発熱素子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るとともに、該発熱した熱を
感熱紙に伝導させ、感熱紙を所定パターンに発色させる
ことにより所定の印画が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサーマルヘッドにおいては、ヘッド基板の回路端子
とＦＰＣの配線端子を接合する半田でもってヘッド基板
−ＦＰＣ間の機械的な接続も行なっている。

【０００７】しかしながら、１列状に形成された半田接
合部のみでヘッド基板とＦＰＣとを強固に接続すること
は難しく、サーマルヘッドを構成する部材間の接続部と
して十分な機械的強度を得るまでには至っていない。即
ち、サーマルヘッドの使用に伴いヘッド基板やＦＰＣの
温度が高温になると、両者間には熱膨張係数の相違に起
因する大きな熱応力が繰り返し印加されることとなり、
その結果、半田接合部が上記熱応力により破損して、Ｆ
ＰＣがヘッド基板より外れてしまうことがあった。

【０００８】そこで上記欠点を解消するために、回路端
子と配線端子との半田接合部をエポキシ樹脂等で補強す
ることが提案されている。

【０００９】しかしながら、半田接合部をエポキシ樹脂
等で補強する場合、エポキシ樹脂の塗布、硬化といった
工程が別途、必要になり、サーマルヘッドの製造プロセ
スが複雑化する欠点が誘発される。

【００１０】

【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、四角形
状をなすセラミック基板上に、直線状に配列された多数
の発熱素子及び一端に回路端子を有する多数の回路導体
を被着させるとともに前記回路端子の１個をセラミック
基板上面の一辺に沿って帯状に、残りの複数の回路端子
を前記帯状の回路端子に沿って１列状に配設したヘッド
基板と、前記回路端子が配設されているセラミック基板
の一辺に沿って一部が重畳され、該重畳部に多数の配線
端子を有するフレキシブル配線基板とから成り、前記ヘ
ッド基板の回路端子と前記フレキシブル配線基板の配線
端子とを半田接合することにより、半田接合部をセラミ
ック基板の一辺に沿って２列状に形成したことを特徴と
するものである。

【００１１】また本発明のサーマルヘッドは、前記帯状
の回路端子が、全ての発熱素子に共通接続される回路導
体の端子であることを特徴とするものである。

【００１２】

【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
ルヘッドの平面図、図２は図１のサーマルヘッドの断面
図であり、1 はヘッド基板、10はＦＰＣ（フレキシブル
配線基板）、13は半田である。尚、本形態においては本
発明を端面型サーマルヘッドに適用する場合を例にとっ
て説明する。

【００１３】前記ヘッド基板1 は、四角形状をなすアル
ミナセラミックス製のセラミック基板2 をベースとし、
その端面に直線状に配列された多数の発熱素子3 を、ま
た上面、下面及び端面に多数の回路導体4,5,6 を被着・
形成し、更に回路導体5,6 が被着されているセラミック
基板2 の上面に発熱素子3 への通電を制御するためのド
ライバーＩＣ7 をフェースダウンボンディング等により
搭載した構造を有している。

【００１４】前記発熱素子3 は、曲面状に加工されたセ
ラミック基板2 の端面に例えば３００ｄｐｉのドット密
度で直線状に配列されており、その各々はＴａＳｉＯや
ＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成
されている。従って、回路導体4,5 や後述するＦＰＣ10
等を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こ
し、感熱紙等の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。

【００１５】また前記回路導体4,5,6 は、アルミニウム
や銅等の金属により形成されており、発熱素子3 の一端
に共通接続される共通電極としての回路導体4 と、発熱
素子3 の他端及びドライバーＩＣ7 の出力端子に個別に
接続される個別電極としての回路導体5 と、ドライバー
ＩＣ7 の入力端子に接続される給電配線もしくは信号配
線としての回路導体6 とで構成されている。

【００１６】これら回路導体のうち共通電極として機能
する回路導体4 は、発熱素子3 が設けられているセラミ
ック基板2 の端面から下面及び反対側の端面を介して上
面に導出されており、該回路導体4 の幅は夫々の面にお
いて十分に広く確保されているため、多数の発熱素子3
に電力を供給して印画を行なう際、回路導体4 内で電圧
降下が発生するのを有効に防止し、全ての発熱素子3 を
略一定の温度で発熱させることができるようになる。従
って、鮮明でかつ一定濃度の印画を形成することが可能
となる。

【００１７】尚、発熱素子3 及び回路導体4,5,6 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
リソグラフィー技術，エッチング技術等を採用すること
によって所定パターンに被着・形成される。

【００１８】また前記回路導体4,5,6 のうち、回路導体
4 及び回路導体6 の一端には回路端子8,9 が設けられて
いる。

【００１９】前記回路端子8,9 のうち、回路導体4 の一
端に設けられる回路端子8 はセラミック基板上面の一辺
に沿って帯状に配設され、回路導体6 の一端に設けられ
る他の複数の回路端子9 は回路端子8 よりも内側の領域
に該回路端子8 に沿って１列状に配設されている。

【００２０】これらの回路端子8,9 はニッケルや金等の
半田濡れ性が良好な金属から成っているため、回路端子
8,9 をＦＰＣ10の配線端子12と半田接合する際、ヘッド
基板1 側の接続パッド部として機能し、半田13が表面全
体にわたって良好に被着されるようになっている。

【００２１】尚、前記回路端子8,9 は従来周知の無電界
めっき法等を採用することによって回路導体4,6 の一部
上面に被着・形成される。

【００２２】一方、前記ヘッド基板1 に接続されるＦＰ
Ｃ10は、例えばポリイミド樹脂から成る複数のフィルム
間に銅箔等から成る複数個の配線導体（図示せず）を挟
持した構造を有しており、これら配線導体の各一端には
その下面側に前記回路端子8,9 に半田接合される多数の
配線端子12が設けられている。

【００２３】前記配線端子12は、該配線端子12をヘッド
基板1 の回路端子8,9 と半田接合するためのＦＰＣ11側
の接続パッド部として機能するものであり、先に述べた
回路端子8,9 と同様の半田濡れ性が良好な金属により形
成される。

【００２４】これら配線端子12は、ＦＰＣ10を回路端子
8,9 が配設されているセラミック基板2 の一辺に沿って
重畳したとき、回路端子8,9 と対応する位置に、回路端
子8,9 同じ形状でもって配設される。

【００２５】そして前記ヘッド基板1 と前記ＦＰＣ10の
接続構造は、ＦＰＣ10の一部、具体的には配線端子12が
設けられている領域を、回路端子8,9 が配設されている
セラミック基板2 の一辺に沿って重畳し、該重畳部でヘ
ッド基板1 の回路端子8,9 とＦＰＣ10の配線端子12とを
半田接合させた構造を有している。

【００２６】ここでヘッド基板1 の回路端子8 はセラミ
ック基板上面の一辺に沿って帯状に、残りの複数の回路
端子9 は回路端子8 に沿って１列状に配設されており、
回路端子8,9 と配線端子12との半田接合部はセラミック
基板2 の一辺に沿って２列状に形成されることから、ヘ
ッド基板1 −ＦＰＣ10間の接続強度は、半田接合部が１
列状に形成されていた従来品に比し約２倍に向上する。
これにより、サーマルヘッドの使用に伴いヘッド基板1
やＦＰＣ10の温度が高温となって両者間に大きな熱応力
が繰り返し印加されても、半田接合部の破損が有効に防
止され、ＦＰＣ10をヘッド基板1 に対して長期にわたり
確実に接続させておくことができるようになる。

【００２７】しかもこの場合、回路端子8 と配線端子12
の接続、及び回路端子9 と配線端子12の接続は一度に行
なうことができることから、接続強度向上のために別
途、工程が増えることはなく、サーマルヘッドの製造プ
ロセスを簡略化することもできる。

【００２８】尚、前記ＦＰＣ10は、サーマルヘッドをプ
リンタ本体に組み込む際、ＦＰＣ10の後端側に取着され
ているコネクタ11を介してプリンタ本体の電気回路と電
気的に接続され、印画動作時、プリンタ本体からの電力
や印画制御信号等をヘッド基板1 上の発熱素子3 やドラ
イバーＩＣ7 に供給する作用を為す。

【００２９】かくして上述したサーマルヘッドは、感熱
紙に印画を行なう場合、感熱紙をヘッド基板1 の発熱素
子3 上に搬送しながら、多数の発熱素子3 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
るとともに、該発熱した熱を感熱紙に伝導させ、感熱紙
を所定パターンに発色させることにより感熱紙に所定の
印画を形成する。

【００３０】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。

【００３１】例えば上述の形態においては発熱素子3 が
セラミック基板2 の端面に被着されている端面型サーマ
ルヘッドを例にとって説明したが、発熱素子3 がセラミ
ック基板2 の上面に被着されている平面型サーマルヘッ
ドにも適用可能である。この場合、共通電極として用い
られる回路導体4 は、図３に示す如く、セラミック基板
上面の外周部に沿って配設され、その回路端子8 はセラ
ミック基板2 の一辺に沿って設けられることとなる。か
かる図３のサーマルヘッドにおいても回路端子8,9 とＦ
ＰＣ10の配線端子（図示せず）との半田接合部はセラミ
ック基板2 の一辺に沿って２列状に形成されるため、ヘ
ッド基板1 −ＦＰＣ10間の接続強度が向上し、ＦＰＣ10
をヘッド基板1 に対して長期にわたり確実に接続させて
おくことができる。

【００３２】また上述の形態では帯状の回路端子8 を共
通電極として機能する回路導体4 上設けたが、これに代
えて図４に示す如く帯状回路端子8 をグランド電極とし
て機能する回路導体6 上に設けても良い。この場合、共
通電極となる回路導体4 の回路端子9 は他の回路端子9
と共に帯状回路端子8 に沿って１列状に配設されること
となる。かかる図４のサーマルヘッドにおいても回路端
子8,9 とＦＰＣ10の配線端子（図示せず）との半田接合
部はセラミック基板2 の一辺に沿って２列状に形成され
るため、ヘッド基板1 −ＦＰＣ10間の接続強度が向上
し、ＦＰＣ10をヘッド基板1 に対して長期にわたり確実
に接続させておくことができる。

【００３３】更に上述の形態においてヘッド基板1 −Ｆ
ＰＣ10間の熱応力を緩和するために帯状回路端子8 を１
ヶ所もしくは数ヶ所で分割するようにしても構わない。

【００３４】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、ヘッ
ド基板の回路端子とＦＰＣの配線端子との半田接合部が
セラミック基板の一辺に沿って２列状に形成されること
から、ヘッド基板−ＦＰＣ間の接続強度が向上される。
従って、サーマルヘッドの使用に伴いヘッド基板及びＦ
ＰＣの温度が高温となって両者間に大きな熱応力が繰り
返し印加されても、半田接合部の破損は有効に防止さ
れ、ＦＰＣをヘッド基板に対して長期にわたり確実に接
続させておくことができる。

【００３５】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
述した回路端子と配線端子との接続は一度に行なうこと
ができることから、ヘッド基板とＦＰＣとの接続強度向
上のために別途、工程が増えることはなく、サーマルヘ
ッドの製造プロセスが簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態に係るサーマルヘッドの平面図
である。

【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である。

【図３】本発明の他の形態に係るサーマルヘッドの平面
図である。

【図４】本発明の他の形態に係るサーマルヘッドの平面
図である。

【符号の説明】

1 ・・・ヘッド基板、2 ・・・セラミック基板、3 ・・
・発熱素子、4,5,6 ・・・回路導体、8,9 ・・・回路端
子、10・・・ＦＰＣ（フレキシブル配線基板）、12・・
・配線端子、13・・・半田

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四角形状をなすセラミック基板上に、直線
   状に配列された多数の発熱素子及び一端に回路端子を有
   する多数の回路導体を被着させるとともに前記回路端子
   の１個をセラミック基板上面の一辺に沿って帯状に、残
   りの複数の回路端子を前記帯状の回路端子に沿って１列
   状に配設したヘッド基板と、 前記回路端子が配設されているセラミック基板の一辺に
   沿って一部が重畳され、該重畳部に多数の配線端子を有
   するフレキシブル配線基板とから成り、 前記ヘッド基板の回路端子と前記フレキシブル配線基板
   の配線端子とを半田接合することにより、半田接合部を
   セラミック基板の一辺に沿って２列状に形成したことを
   特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】前記帯状の回路端子が、全ての発熱素子に
   共通接続される回路導体の端子であることを特徴とする
   請求項１に記載のサーマルヘッド。