JP2001334696A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感熱記録媒体を安定的に走行させることが可能
な、小型のサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】長方形状を成す絶縁基板１ａの上面に、そ
の一方の長辺Ａに沿って多数の発熱抵抗体２を、他方の
長辺Ｂに沿って複数個のドライバーＩＣ５を配列し、且
つ、各ドライバーＩＣ５の端子電極に接続されるた数の
導電層６を有するヘッド本体１と、複数の配線導体９を
有するフレキシブル配線板８とから成り、前記ヘッド本
体１と前記フレキシブル配線板８とを並設させるととも
にヘッド本体１の導電層６にフレキシブル配線板８の配
線導体９を接続させたサーマルヘッドにおいて、前記フ
レキシブル配線板８の一部をヘッド本体１の絶縁基板１
ａ上に搭載した各ドライバーＩＣ５間の領域に凸形状を
なすように延出させるとともに、該延出部Ｄの主走査方
向の両端部で配線導体９を導電層６に半田接合させる。

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、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、長方形状を成す絶縁基板１１ａの上面に多数の
発熱抵抗体１２、複数個のドライバーＩＣ１３等を各々
搭載し、且つ、各ドライバーＩＣ１３の端子電極に接続
される複数の導電層１４を形成して成るヘッド本体１１
と、複数の配線導体１９を有した印刷配線板１６とから
成り、前記ヘッド本体１１と印刷配線板１６とを併設さ
せるとともに前記ヘッド本体１１の導電層１４に印刷配
線板１６の配線導体１９を電気的に接続させた構造を有
している。

【０００３】また前記ヘッド本体１１上の多数の発熱抵
抗体１２は絶縁基板１１ａの一方の長辺Ａに沿って直線
状に配列され、前記複数個のドライバーＩＣ１３は前記
発熱抵抗体１２の配列とほぼ平行に絶縁基板１１ａの他
方の長辺Ｂから所定の距離だけ離れた位置に配列されて
いる。

【０００４】そして前記発熱抵抗体１２の両端には個別
電極１７及び共通電極１８が接続されており、個別電極
１７はドライバーＩＣ１３内のスイッチングトランジス
タ等を介してグランド電位に、共通電極１８は例えば２
４Ｖの電位に保持されている。従って、外部からの画像
データに基づいて前記スイッチングトランジスタのオン
・オフを制御することにより、発熱抵抗体１２を個々に
選択的にジュール発熱させ、これらの熱を感熱記録媒体
に伝導させることによって所定の印画が形成される。

【０００５】尚、ヘッド本体１１の導電層１４や印刷配
線板１６の配線導体１９は外部電気回路（プリンタ本体
の制御回路）からの種々の印画制御信号等（画像デー
タ、ラッチ信号、ストローブ信号、クロック信号、ＶD
D、ＧＮＤ）を各ドライバーＩＣ１３に供給するための
ものであり、前記導電層１４はドライバーＩＣ１３の近
傍から絶縁基板１１ａの他方の長辺Ｂの近傍まで導出さ
れた上、この導出部で印刷配線板１６の配線導体１９に
半田等の導電性接着剤を介して接続されていた。

【０００６】

【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、印刷配線板１６の
配線導体１９を、ドライバーＩＣ１３と絶縁基板１１ａ
の他方の長辺Ｂとの間の領域で導電層１４に接続するよ
うになっているため、ドライバーＩＣ１３の搭載位置と
絶縁基板１１ａの他方の長辺Ｂとの間には印刷配線板１
６の配線導体１９と導電層１４とを接続するための広い
スペースＳを設けなければならず、それ故、サーマルヘ
ッドの副走査方向（発熱抵抗体１２の配列と直交する方
向）の小型化に大きな制約を受けていた。

【０００７】そこで上記欠点を解消するために、印刷配
線板１６の一部を前記ヘッド本体１１の絶縁基板１１ａ
上に搭載した各ドライバーＩＣ間の領域まで延出させる
とともに、該延出部で配線導体１９と導電層１４とを接
続することによって、複数個のドライバーＩＣ１３を絶
縁基板１１ａの他方の長辺Ｂの近傍に配置させ、サーマ
ルヘッドを副走査方向に小型化することが提案されてい
る。

【０００８】ところが、上述の如く、印刷配線板１６の
一部を隣接するドライバーＩＣ間の領域に凸形状をなす
ように延出させるとともに、該延出部Ｄで印刷配線板１
６の配線導体１９とヘッド本体１１の導電層１４とを半
田接合させてサーマルヘッドを構成した場合、印刷配線
板１６として可撓性を備えたフレキシブル配線板を使用
すると、ドライバーＩＣ１３間の領域に延出させた凸形
状の延出部Ｄが環境温度の変化に伴う熱的・機械的スト
レスによって大きく反り、半田接合部の両側部分が浮き
上がってしまう（図６参照）。この場合、感熱記録媒体
を発熱抵抗体１２上に搬送して印画を行うと、感熱記録
媒体が浮き上がってしまったフレキシブル配線板の延出
部Ｄに強く当たり、感熱記録媒体を著しく傷つけてしま
ったり、或いは、感熱記録媒体を安定的に走行させるこ
とが不可になるといった欠点が誘発される。

【０００９】

【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、長方形
状を成す絶縁基板の上面に、該絶縁基板の一方の長辺に
沿って多数の発熱抵抗体を、他方の長辺に沿って複数個
のドライバーＩＣを配列・搭載し、且つ、各ドライバー
ＩＣの端子電極に接続される複数の導電層を有するヘッ
ド本体と、複数の配線導体を有するフレキシブル配線板
とから成り、前記ヘッド本体と前記フレキシブル配線板
とを並設させるとともに前記ヘッド本体の導電層にフレ
キシブル配線板の配線導体を接続させたサーマルヘッド
において、前記フレキシブル配線板の一部を前記ヘッド
本体の絶縁基板上に搭載した各ドライバーＩＣ間の領域
に凸形状をなすように延出させるとともに、該延出部の
主走査方向の両端部で前記配線導体と前記導電層とを半
田接合させたことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明のサーマルヘッドは、前記半田
接合部が前記延出部の発熱抵抗体側端部近傍に位置して
いることを特徴とするものである。

【００１１】更に本発明のサーマルヘッドは、前記延出
部の主走査方向の幅が発熱抵抗体側に向かって漸次狭く
なっていることを特徴とするものである。

【００１２】また更に本発明のサーマルヘッドは、前記
延出部が略台形状をなしており、かつ該延出部の発熱抵
抗体側角部に丸みが設けられていることを特徴とするも
のである。

【００１３】

【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要部
拡大図、図３は図１のＸ−Ｘ線断面図、図４は図１のＹ
−Ｙ線断面図であり、１はヘッド本体、１ａは絶縁基
板、２は発熱抵抗体、５はドライバーＩＣ、６は導電
層、８はフレキシブル配線板、９は配線導体である。

【００１４】前記ヘッド本体１は、絶縁基板１ａの上面
に、該基板１ａの一方の長辺Ａに沿って多数（１７２８
個）の発熱抵抗体２を、他方の長辺Ｂに沿って複数個の
ドライバーＩＣ５を各々配列搭載し、且つ、各ドライバ
ーＩＣ５の入力用端子電極に接続される複数の導電層６
を形成した構造を有している。

【００１５】前記絶縁基板１ａは所定の長方形状（２２
９．０ｍｍ×５．５７ｍｍ）を成しており、例えばアル
ミナセラミックスによって形成する場合、アルミナ、シ
リカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末を適当な有
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の長方形状に打ち抜いた上、
高温（約１６００℃）で焼成することによって製作され
る。

【００１６】また、前記絶縁基板１ａの一方の長辺Ａに
沿って配列される多数の発熱抵抗体２は、その各々がＴ
ａＳｉＯ系，ＴｉＳｉＯ系等の電気抵抗材料から成って
おり、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、
個別電極３及び共通電極４を介して所定の電力が印加さ
れるとジュール発熱を起こし、感熱記録媒体に印画を形
成するのに必要な温度、例えば１５０℃〜２５０℃の温
度となる。

【００１７】尚、前記発熱抵抗体２の両端には個別電極
３及び共通電極４が接続されており、これら電極３、４
はアルミニウム、銅等の金属材料により形成され、発熱
抵抗体２をジュール発熱させるための所定の電力を供給
する作用を為す。

【００１８】これら多数の発熱抵抗体２、個別電極３及
び共通電極４は、従来周知のスパッタリング法及びフォ
トリソグラフィー技術等を採用することによって絶縁基
板１ａの上面に所定厚み、所定パターンに被着形成され
る。

【００１９】また、前記絶縁基板１ａの他方の長辺Ｂに
沿って配列される複数個のドライバーＩＣ５は、隣接す
るドライバーＩＣ５間に約１８ｍｍの間隔を空けて配列
しており、その各々がシフトレジスタ、ラッチ回路、ス
イッチングトランジスタ等の論理回路を９６〜２５６ビ
ットずつ内蔵し、前記多数の発熱抵抗体２を外部からの
画像データ等に対応させて選択的にジュール発熱させる
作用、具体的には個別電極３及び共通電極４を介して各
発熱抵抗体２に印加される電力のオン・オフを制御する
作用を為す。

【００２０】前記複数個のドライバーＩＣ５は、各々の
下面に前記スイッチング素子に接続される複数個の出力
用端子電極と後述する導電層６に接続される複数個の入
力用端子電極とを有しており、このようなドライバーＩ
Ｃ５の下面を絶縁基板１ａの上面に対面させ、前記出力
用端子電極を個別電極３に、また前記入力用端子電極を
導電層６にそれぞれ半田を介して接続させることにより
ドライバーＩＣ５が絶縁基板１ａ上に搭載される。

【００２１】尚、これらのドライバーＩＣ５は、エポキ
シ樹脂等の封止材１０でもって個別に被覆され、該封止
材１０はドライバーＩＣ下面の論理回路等を大気中に含
まれている水分等の接触による腐食や外力の印加による
破損等を有効に防止する作用を為す。

【００２２】また、前記絶縁基板１ａの上面に形成され
ている複数の導電層６はドライバーＩＣ５の入力用端子
電極に電気的に接続されており、外部電気回路（プリン
タ本体の制御回路）からの種々の印画制御信号（画像デ
ータ、ラッチ信号、ストローブ信号、クロック信号）や
外部電源からの電力（ＶDD、ＧＮＤ）を各ドライバーＩ
Ｃ５等に供給したり、或いは、隣接するドライバーＩＣ
５間で印画制御信号を転送したりするようになってい
る。

【００２３】尚、前記複数の導電層６のうち、ドライバ
ーＩＣ５のグランド端子電極に接続されるＧＮＤ用の導
電層６とドライバーＩＣ５の電源端子電極に接続される
ＶDD用の導電層６とは、各ドライバーＩＣ５の搭載位置
から隣接するドライバーＩＣ５間の領域まで導出されて
おり、それ以外の導電層６はドライバーＩＣ５の列の外
側位置から該列の先端及び後端に位置するドライバーＩ
Ｃ５の搭載位置まで導出されたり、或いは、隣接するド
ライバーＩＣ５の搭載位置同士をつなぐように形成され
ている。

【００２４】これら複数の導電層６は、前述した個別電
極３等と同様に、アルミニウム、銅等の金属材料を従来
周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィー技術
を採用し、絶縁基板１ａの上面に所定パターンに被着さ
せることにより形成される。

【００２５】また一方、前記フレキシブル配線板８は、
例えば、ポリイミド樹脂等から成るベースフィルム上に
銅等の金属材料から成る複数の配線導体９を被着させる
とともにこれら配線導体９をポリイミド樹脂等から成る
カバーフィルムで被覆し、更にその一端にコネクタＣを
取着した構造を有しており、このようなフレキシブル配
線板８をヘッド本体１に並設し、フレキシブル配線板８
の配線導体９をヘッド本体１の共通電極４、導電層６等
に電気的に接続させることでヘッド本体１の発熱抵抗体
２及びドライバーＩＣ５に外部電気回路からの種々の印
画制御信号や外部電源からの電力等を供給するようにな
っている。

【００２６】更に前記フレキシブル配線板８は、その一
部がヘッド本体１の絶縁基板１ａ上に搭載した複数個の
ドライバーＩＣ５の間の領域に凸形状をなすように延出
されており、該延出部Ｄで配線導体９と導電層６のうち
少なくとも１つ（例えば、ＧＮＤ用の導電層６、ＶDD用
の導電層６等）とを半田を介して電気的に接続してい
る。

【００２７】前記フレキシブル配線板８の延出部Ｄは、
具体的には、主走査方向（発熱抵抗体２の配列と平行な
方向）の幅を発熱抵抗体２側に向かって漸次狭くなした
略台形状を成しており、その発熱抵抗体２側角部には曲
率半径０．５ｍｍ〜１２．０ｍｍの丸みが設けてある。

【００２８】このように、フレキシブル配線板８の一部
を隣接するドライバーＩＣ５間の領域まで延出し、この
延出部Ｄで配線導体９と導電層６とを接続させることに
より、ドライバーＩＣ５の搭載位置と絶縁基板１ａの他
方の長辺Ｂとの間にはフレキシブル配線板８の配線導体
９と導電層６とを接続するための広いスペースを確保す
る必要がなくなり、複数個のドライバーＩＣ５を絶縁基
板１ａの他方の長辺Ｂの近傍に配置させることによって
サーマルヘッドを副走査方向（発熱抵抗体２の配列と直
交する方向）に小型化することができる。

【００２９】尚、ここでフレキシブル配線板８の延出部
Ｄを略台形状に加工しておくのは、絶縁基板上面の出来
るだけ広い領域がフレキシブル配線板８で被覆されるよ
うになすためである。

【００３０】そして本形態において最も重要な点は、先
に述べた各延出部Dの主走査方向の両端部で前記配線導
体9と前記導電層6とを半田接合させるようになした点で
ある。

【００３１】前記配線導体９と前記導電層６との半田接
合部（図３の斜線部）は、各延出部Ｄの発熱抵抗体２側
端部近傍に位置しており、本形態では各延出部Ｄの主走
査方向の両端部のみならず、主走査方向の中央部でも半
田接合させるようにしている。

【００３２】このように、フレキシブル配線板８の配線
導体９を各延出部Ｄの主走査方向の両端部で導電層６と
半田接合させるようになしたことから、フレキシブル配
線板８の各延出部Ｄは、主走査方向の両端付近が前記半
田接合部でもってヘッド本体１に対し強固に固着される
こととなり、各延出部Ｄの両側が環境温度の変化に伴う
熱的・機械的ストレスによって浮くということはない。
従って、感熱記録媒体を発熱抵抗体２上に搬送させて印
画を行う際、感熱記録媒体がフレキシブル配線板８に対
して強く当たるのが有効に防止されるようになり、感熱
記録媒体表面の傷の発生を有効に防止するとともに感熱
記録媒体を安定走行させることにより、印画品質を向上
させることが可能となる。

【００３３】尚、前記ヘッド本体１及びフレキシブル配
線板８はアルミニウム等の金属材料から成る放熱板７上
に両面テープ等を介して載置され、これによってヘッド
本体１及びフレキシブル配線板８が共通の放熱板７上で
支持されることとなる。

【００３４】かくして上述した本形態のサーマルヘッド
は、ドライバーＩＣ５の駆動に伴って個別電極３及び共
通電極４間に所定の電力を印加し、多数の発熱抵抗体２
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記録媒体
に伝導させ、感熱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、本発明の趣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】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、ドラ
イバーＩＣの搭載位置と絶縁基板の長辺との間に、フレ
キシブル配線板の配線導体とドライバーＩＣの端子電極
に接続される導電層とを接続するための広いスペースを
確保する必要がなくなり、複数個のドライバーＩＣを絶
縁基板の長辺の近傍に配置することができる。これによ
り、サーマルヘッドを小型化することができ、製品とし
てのサーマルヘッドを安価になすことが可能になる。

【００３７】また本発明のサーマルヘッドによれば、フ
レキシブル配線板の配線導体を前記延出部の主走査方向
の両端部で導電層と半田接合させるようになしたことか
ら、フレキシブル配線板の延出部は、主走査方向の両端
付近が前記半田接合部でもってヘッド本体に対し強固に
固着されることとなり、延出部の両側が環境温度の変化
に伴う熱的・機械的ストレスによって浮くということも
ない。従って、感熱記録媒体を発熱抵抗体上に搬送させ
て印画を行う際、感熱記録媒体がフレキシブル配線板に
強く当たることはなく、感熱記録媒体表面の傷の発生を
有効に防止するとともに感熱記録媒体を安定走行させる
ことにより、印画品質を向上させることが可能となる。

【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要部拡大図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】図１のＹ−Ｙ線断面図である。

【図５】従来の第1のサーマルヘッドの平面図である。

【図６】従来の第2のサーマルヘッドの要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

１・・・ヘッド本体、１ａ・・・絶縁基板、２・・・発
熱抵抗体、３・・・個別電極、４・・・共通電極、５・
・・ドライバーＩＣ、６・・・導電層、７・・・放熱
板、８・・・フレキシブル配線板、９・・・配線導体、
Ａ・・・絶縁基板の一方の長辺、Ｂ・・・絶縁基板の他
方の長辺、Ｃ・・・コネクタ、Ｄ・・・フレキシブル配
線板の延出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下園 貴広 鹿児島県姶良郡隼人町内999番地３ 京セ ラ株式会社鹿児島隼人工場内 Ｆターム(参考） 2C065 GA01 GB01 KK03 KK15 KK16 KK18 KK22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長方形状を成す絶縁基板の上面に、該絶縁
   基板の一方の長辺に沿って多数の発熱抵抗体を、他方の
   長辺に沿って複数個のドライバーＩＣを配列・搭載し、
   且つ、各ドライバーＩＣの端子電極に接続される複数の
   導電層を有するヘッド本体と、複数の配線導体を有する
   フレキシブル配線板とから成り、前記ヘッド本体と前記
   フレキシブル配線板とを並設させるとともに前記ヘッド
   本体の導電層にフレキシブル配線板の配線導体を接続さ
   せたサーマルヘッドにおいて、 前記フレキシブル配線板の一部を前記ヘッド本体の絶縁
   基板上に搭載した各ドライバーＩＣ間の領域に凸形状を
   なすように延出させるとともに、該延出部の主走査方向
   の両端部で前記配線導体と前記導電層とを半田接合させ
   たことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】前記半田接合部が前記延出部の発熱抵抗体
   側端部近傍に位置し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。
3. 【請求項３】前記延出部の主走査方向の幅が発熱抵抗体
   側に向かって漸次狭くなっ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。
4. 【請求項４】前記延出部が略台形状をなしており、かつ
   該延出部の発熱抵抗体側角部に丸みが設けられているこ
   とを特徴とする請求項３に記載のサーマルヘッド。