JP2001121733A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印画信号に対応した正確な印画を形成すること
が可能なサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】上面に多数の発熱素子及びドライバーＩＣ
を有するヘッド基板と、前記ドライバーＩＣに信号を供
給する信号配線６及び前記多数の発熱素子にドライバー
ＩＣを介して共通接続されるグランド配線７ｂを有する
外部配線基板５とを並設し、この外部配線基板５上に、
先端部がヘッド基板上まで延在されている金属製のヘッ
ドカバーを取着して成るサーマルヘッドにおいて、前記
外部配線基板５の複数個の信号配線６をグランド配線７
ｂ及びヘッドカバー間に配置させるとともに、該グラン
ド配線７ｂ及びヘッドカバーの双方を基準電位ＧＮＤに
保持するようになす。

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】従来のサーマルヘッドは、例えば図４に
示す如く、上面に直線状に配列された多数の発熱素子12
及びドライバーＩＣ14を有したヘッド基板11と、複数個
の信号配線及び電源配線を有したフレキシブル配線基板
15とを並設し、該フレキシブル配線基板15及びヘッド基
板11を支持板16上に載置させた上、前記フレキシブル配
線基板15上に、先端部がヘッド基板11上まで延在されて
いるヘッドカバー17を取着した構造を有しており、前記
発熱素子12上に感熱紙等の記録媒体を搬送しながら、発
熱素子12をドライバーＩＣ14の駆動に伴って個々に選択
的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録
媒体に伝導させ、記録媒体に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。

【０００３】尚、前記フレキシブル配線基板15の信号配
線は、ヘッド基板11上の回路導体を介してドライバーＩ
Ｃ14の入力端子に接続され、プリンタ本体からの印画信
号やクロック信号等をヘッド基板11上のドライバーＩＣ
14に供給するようになっている。

【０００４】一方、前記フレキシブル配線基板15の電源
配線は、ヘッド基板11上の回路導体を介して発熱素子12
やドライバーＩＣ14のグランド端子に接続され、ドライ
バーＩＣ14内に設けられているスイッチングトランジス
タがオン状態になると、電源電力を発熱素子12に印加・
供給するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマルヘッドにおいては、信号をより高速で
ドライバーＩＣ14へ供給するために印画信号やクロック
信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げると、フレキシブル
配線基板15から強い電磁波が発生するようになる。この
ような強い電磁波がノイズとなってプリンタ内の他のデ
バイスの駆動系に侵入すると、他のデバイスが誤動作を
起こすという欠点を有していた。

【０００６】また上述の電磁波がノイズとなってドライ
バーＩＣ14に侵入すると、サーマルヘッド自体が誤動作
を起こし、印画信号に対応した正確な印画を形成するこ
とが不可となる欠点も有していた。

【０００７】

【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、上面に
多数の発熱素子及びドライバーＩＣを有するヘッド基板
と、前記ドライバーＩＣに信号を供給する信号配線及び
前記多数の発熱素子にドライバーＩＣを介して共通接続
されるグランド配線を有する外部配線基板とを並設し、
この外部配線基板上に、先端部がヘッド基板上まで延在
されている金属製のヘッドカバーを取着して成るサーマ
ルヘッドにおいて、前記外部配線基板の複数個の信号配
線を前記グランド配線及びヘッドカバー間に配置させる
とともに、該グランド配線及びヘッドカバーの双方を基
準電位に保持するようになしたことを特徴とするもので
ある。

【０００８】また本発明のサーマルヘッドは、前記ヘッ
ドカバーの先端部が、ドライバーＩＣよりも外部配線基
板側でヘッド基板の上面に当接されていることを特徴と
するものである。

【０００９】

【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
ルヘッドの断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図
１のサーマルヘッドよりヘッドカバーを外した状態を示
す平面図であり、1 はヘッド基板、2 は発熱素子、4 は
ドライバーＩＣ、5 は外部配線基板としてのフレキシブ
ル配線基板、6 は信号配線、7bはグランド配線として使
用される電源配線、10はヘッドカバーである。

【００１０】本形態のサーマルヘッドは、大略的に、ヘ
ッド基板1 と、フレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣと
略記する）5 と、支持板8 と、ヘッドカバー10とで構成
されている。

【００１１】前記ヘッド基板1 は、長方形状をなすセラ
ミック基板の上面に、多数の発熱素子2 及び多数の回路
導体3 を被着させた上、複数個のドライバーＩＣ4 を搭
載した構造を有している。

【００１２】前記多数の発熱素子2 は、ヘッド基板1 の
長手方向に沿って例えば３００ｄｐｉのドット密度で直
線状に配列されており、その各々がＴａＳｉＯやＴｉＳ
ｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料から成っているた
め、回路導体3 やＦＰＣ5 の電源配線7a,7b 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、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。

【００１３】また前記回路導体3 は、外部からの電力を
発熱素子2 に供給したり、プリンタ本体からの印画信号
やクロック信号等の信号をドライバーＩＣ4 に供給した
りするためのものであり、アルミニウムや銅等の金属に
よって所定形状にパターニングされる。

【００１４】尚、前記発熱素子2 及び回路導体3 は、従
来周知の薄膜手法、具体的にはスパッタリング、フォト
リソグラフィー技術及びエッチング技術等を採用するこ
とによってセラミック基板1aの上面に被着・形成され
る。

【００１５】また前記ドライバーＩＣ4 は、発熱素子2
を外部からの印画信号に基づいて個々に選択的にジュー
ル発熱させるためのものであり、その下面には印画信号
をクロック信号に同期してシリアル転送するシフトレジ
スタや印画信号を一時的に格納するラッチ，発熱素子2
への通電を制御するスイッチングトランジスタ等の電子
回路と、出力端子や入力端子，グランド端子等の端子と
が設けられている。

【００１６】前記ドライバーＩＣ4 は、従来周知のフェ
ースダウンボンディング、具体的には前記端子を対応す
る回路導体3 に半田等の導電性接着剤を介して接続させ
ることによりヘッド基板1 上に搭載され、これによって
ドライバーＩＣ4 の端子は、出力端子が回路導体3 を介
して対応する発熱素子2 の一端側に、また入力端子が回
路導体3 を介してＦＰＣ5 の信号配線6 に、そしてグラ
ンド端子が回路導体3を介してＦＰＣ5 の電源配線（グ
ランド配線）7bに接続されることとなる。

【００１７】尚、前記ドライバーＩＣ4 は更にエポキシ
樹脂等の封止材R によって被覆され、該封止材R でもっ
て印画時の記録媒体の摺動や大気中に含まれている水分
等の接触による腐食からドライバーＩＣ4 を保護するよ
うになっている。

【００１８】また上述したヘッド基板1 にはＦＰＣ5 が
並設されている。前記ＦＰＣ5 は、一対の電源配線7a,7
b と複数個の信号配線6 とを間に絶縁フィルム5bを介し
て順次積層し、これをポリイミド樹脂から成るベースフ
ィルム5aとカバーフィルム5cとで挟持した構造を有して
おり、基準電位GND に保持される電源配線（グランド配
線）7bの真上に全ての信号配線6 を配置した形となって
いる。

【００１９】このＦＰＣ5 は、ヘッド基板1 をプリンタ
本体に接続するための接続部材として機能するものであ
り、かかるＦＰＣ5 のヘッド基板側端部をヘッド基板1
の一端に重畳させ、この重畳部で信号配線6 及び電源配
線7a,7b をヘッド基板1 上の回路導体3 に半田接合させ
ることによって信号配線6 及び電源配線7a,7b が対応す
る回路導体3 に電気的に接続される。

【００２０】前記信号配線6 は回路導体3 を介してドラ
イバーＩＣ4 の入力端子に接続され、印画信号やクロッ
ク信号等の信号をドライバーＩＣ4 に供給する作用を為
す。

【００２１】また前記電源配線7a,7b は、一方の電源配
線7aが回路導体3 を介して発熱素子2 の他端側に共通接
続され、他方の電源配線7bが回路導体3 を介してドライ
バーＩＣ4 のグランド端子に接続される。ここで前記グ
ランド端子は、発熱素子2 への通電を制御する多数のス
イッチングトランジスタのソース側に共通接続されてい
るため、電源配線7bはドライバーＩＣ4 を介して多数の
発熱素子2 の一端側に共通接続されることとなる。

【００２２】これら信号配線6 及び電源配線7a,7b は、
プリンタに組み込まれた際、コネクタ9 を介してプリン
タ本体の電気回路に電気的に接続されるようになってお
り、このとき、電源配線7aは例えば２４Ｖの電位に、ま
た電源配線7bは基準電位GNDに保持されることとなる。

【００２３】従って、ドライバーＩＣ4 内のスイッチン
グトランジスタがオン状態になると、発熱素子2 には所
定の電圧が印加され、発熱素子2 がジュール発熱を起こ
すこととなる。

【００２４】また前記ヘッド基板1 及びＦＰＣ5 は、並
設された状態で支持板8 上に載置・固定される。

【００２５】前記支持板8 は、アルミニウムやＳＵＳ等
の良熱伝導性の金属から成り、その上面でヘッド基板1
及びＦＰＣ5 を支持するとともに、ヘッド基板1 の熱の
一部を吸収し、これを大気中に放散することによってヘ
ッド基板1 の温度が過度に高温となるのを有効に防止す
る作用を為す。

【００２６】尚、前記支持板8 は、アルミニウムから成
る場合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の
金属加工法により所定形状に加工することによって製作
され、このようにして製作された支持板8 の上面に両面
テープ等の接着部材（図示せず）を介してヘッド基板1
及びＦＰＣ5 を載置させることによりヘッド基板1 及び
ＦＰＣ5 が支持板８上に固定される。

【００２７】そして前記ＦＰＣ5 上には金属製のヘッド
カバー10が取着される。前記ヘッドカバー10は、アルミ
ニウムやＳＵＳ等の金属から成り、ヘッド基板1 とＦＰ
Ｃ5 との接続部を覆うように、その先端部がヘッド基板
1 上まで延在されている。

【００２８】前記ヘッドカバー10は、ヘッド基板1 とＦ
ＰＣ5 との接続部を印画時の記録媒体の接触等から保護
するとともに、記録媒体の走行を支持するための案内板
としての作用を為す。

【００２９】そして前記ヘッドカバー10は、先に述べた
電源配線7bと同様に基準電位GND に保持されており、こ
れによってＦＰＣ5 の複数個の信号配線6 が、接地した
ヘッドカバー10と接地した電源配線（グランド配線）7b
との間に配置された形となっている。

【００３０】このようにＦＰＣ5 の複数個の信号配線6
をグランド配線7b−ヘッドカバー10間に配置させるとと
もに、該グランド配線7b及びヘッドカバー10を共に基準
電位GND に接続させておくことにより、印画信号をより
高速でドライバーＩＣ4 に供給するために印画信号やク
ロック信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げた際、ＦＰＣ
5 の信号配線6 から強い電磁波が発生しようとしても、
そのような電磁波は信号配線6 の上下両側に配置されて
いるグランド配線7bと接地したヘッドカバー10とで良好
に遮蔽されて、外部に漏れることは殆どない。従って、
上述の電磁波によりプリンタ内の他のデバイスが誤動作
を起こすのを有効に防止することができる。

【００３１】またこの場合、前記ヘッドカバー10の先端
部を、ドライバーＩＣ4 よりもＦＰＣ5 側でヘッド基板
1 の上面に当接させておくことにより、ＦＰＣ5 とドラ
イバーＩＣ4 の間には必ずヘッドカバー10が配置される
ため、上述の電磁波がノイズとなってドライバーＩＣ4
に侵入しようとするのを接地したヘッドカバー10でもっ
て良好に遮蔽し、これによってサーマルヘッドを常に正
確に動作させることができるようになる。従って、印画
信号に対応した正確な印画を形成することが可能であ
る。

【００３２】また本形態においては、発熱素子2 の他端
に共通接続されるＦＰＣ5 の電源配線7aが左右対称に配
置され、ＦＰＣ5 の中央でコネクタ9 に接続させるよう
になしてあるため、電源配線7aにおける電圧降下の大き
さも左右で略等しくなり、これによって各発熱素子2 に
印加される電力の大きさが均一化される。従って全ての
発熱素子2 を同時に発熱させた際、その温度は略一定に
なり、濃度むらの少ない良好な印画を形成することが可
能である。

【００３３】尚、前記ヘッドカバー10は、ＳＵＳのプレ
ス成形やアルミニウムの引き抜き成形によって製作さ
れ、得られたヘッドカバー10をネジS 等を使って支持板
8 に固定することによりＦＰＣ5 上に取着される。

【００３４】かくして上述したサーマルヘッドは、感熱
紙等の記録媒体をヘッドカバー10に沿って発熱素子2 上
に搬送しながら、ドライバーＩＣ4 の駆動に伴って発熱
素子2 に電源電力を印加し、発熱素子2 を個々に選択的
にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒
体に伝導させ、記録媒体に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。

【００３５】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。

【００３６】例えば上述の形態においてコネクタ9 を電
源用と信号用の２つに分け、電源用のコネクタをＦＰＣ
5 の中央に、信号用コネクタをＦＰＣ5 の両端もしくは
一端に取着させるようにしても構わない。

【００３７】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、外部
配線基板の複数個の信号配線をグランド配線−ヘッドカ
バー間に配置させるとともに、該グランド配線及びヘッ
ドカバーを共に基準電位に接続させておくことにより、
印画信号をより高速でドライバーＩＣに供給するために
印画信号やクロック信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げ
た際、外部配線基板の信号配線から強い電磁波が発生し
ようとしても、そのような電磁波は信号配線の上下両側
に配置されているグランド配線とヘッドカバーとで良好
に遮蔽され、外部に漏れることは殆どない。従って、上
述の電磁波によりプリンタ内の他のデバイスが誤動作を
起こすのを有効に防止することができる。

【００３８】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記ヘッドカバーの先端部を、ドライバーＩＣよりも外部
配線基板側でヘッド基板の上面に当接させておくことに
より、外部配線基板とドライバーＩＣの間には必ずヘッ
ドカバーが配置されるようになるため、上述の電磁波が
ノイズとなってドライバーＩＣに侵入しようとするのを
接地したヘッドカバーでもって良好に遮蔽し、これによ
ってサーマルヘッドを常に正確に動作させることができ
るようになる。従って、印画信号に対応した正確な印画
を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一形態に係るサーマルヘッドの
断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１のサーマルヘッドよりヘッドカバーを外し
た状態を示す平面図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

1 ・・・ヘッド基板、2 ・・・発熱素子、4 ・・・ドラ
イバーＩＣ、5 ・・・外部配線基板としてのフレキシブ
ル配線基板、6 ・・・信号配線、7b・・・電源配線（グ
ランド配線）、10・・・ヘッドカバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に多数の発熱素子及びドライバーＩＣ
   を有するヘッド基板と、前記ドライバーＩＣに信号を供
   給する信号配線及び前記多数の発熱素子にドライバーＩ
   Ｃを介して共通接続されるグランド配線を有する外部配
   線基板とを並設し、この外部配線基板上に、先端部がヘ
   ッド基板上まで延在されている金属製のヘッドカバーを
   取着して成るサーマルヘッドにおいて、 前記外部配線基板の複数個の信号配線を前記グランド配
   線及びヘッドカバー間に配置させるとともに、該グラン
   ド配線及びヘッドカバーの双方を基準電位に保持するよ
   うになしたことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】前記ヘッドカバーの先端部が、ドライバー
   ＩＣよりも外部配線基板側でヘッド基板の上面に当接さ
   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。