JP2003220722A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造でドライバーＩＣの誤動作を有効に
防止することができるとともに、サーマルプリンタの小
型化、構成の簡素化及び生産性向上に供することが可能
なサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】多数の発熱素子３、回路パターン４及びド
ライバーＩＣ５が取着されているヘッド基板１と、前記
回路パターン４に電気的に接続される複数個の配線導体
を有する外部配線板７とを金属製の放熱板１０上に併設
させてなるサーマルヘッドであって、前記複数個の配線
導体は少なくとも１個が接地電位に保持されており、且
つ該接地された配線導体８ａに前記放熱板１０の一部を
当接させて両者を電気的に接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリやビ
デオプリンタ等の記録デバイス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】従来より、ファクシミリ等の記録デバイ
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としては、例
えば図３に示す如く、アルミニウム等から成る放熱板２
８上に、直線状に配列した多数の発熱素子２３、回路パ
ターン２４及びドライバーＩＣ２９が取着されたヘッド
基板２１と、前記回路パターン２４に電気的に接続され
る複数個の配線導体２６を有するフレキシブル配線板２
５とを載置・併設させるとともに、該フレキシブル配線
板２５上に、一端が発熱素子２３の近傍まで延出された
ヘッドカバー２７を配設した構造のものが知られてお
り、感熱紙等の記録媒体をヘッドカバー２７の外表面に
沿って発熱素子２３上に送り込みながら、多数の発熱素
子２３をドライバーＩＣ２９の駆動に伴い個々に選択的
にジュール発熱させるとともに、これらの熱を記録媒体
に伝達させることによって所定の印画が形成される。

【０００４】尚、前記放熱板２８は、その上面でヘッド
基板２１及びフレキシブル配線板２５を支持するととも
に、ヘッド基板２１の熱の一部を吸収・放散してヘッド
基板２１が過度に高温となるのを防止するためのもので
あり、アルミニウムやＳＵＳ等の金属により所定形状を
なすように形成されている。

【０００５】また前記フレキシブル配線板２４は外部か
らの画像データや印画制御信号，電力等をヘッド基板２
１の発熱素子２３やドライバーＩＣ２９に供給するため
のものであり、ヘッド基板２１との電気的接続には半田
や金属細線等が用いられていた。

【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、放熱板２８が面積の大
きな金属板により形成されていることから、外部からノ
イズをひろい易く、このことがドライバーＩＣ２９の誤
動作を招く原因の一つとなっていた。

【０００７】そこで上記欠点を解消するために、サーマ
ルヘッドの使用中、放熱板２８をアースして、ひろった
ノイズをグランドへ逃がすことにより、ドライバーＩＣ
２９の誤動作を防止することが提案されている。

【０００８】しかしながら、放熱板２８を接地電位に保
持するには、放熱板２８をサーマルヘッド取り付け用の
ブランケット等にジャンパー線等を用いて直接、接続さ
せておく必要があり、その場合、サーマルヘッドをプリ
ンタ本体に組み込む際の作業が煩雑になる上に、ジャン
パー線等の接続に伴い半田付けやネジ止め等の接続作業
が別途、必要となり、サーマルプリンタの生産性や組立
作業の作業性が著しく低下する欠点を有している。

【０００９】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、簡単な構造でドライバーＩＣの誤動作
を有効に防止することができるとともに、サーマルプリ
ンタの小型化、構成の簡素化及び生産性向上に供するこ
とが可能なサーマルヘッドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、多数の発熱素子、回路パターン及びドライバーＩＣ
が取着されているヘッド基板と、前記回路パターンに電
気的に接続される複数個の配線導体を有する外部配線板
とを金属製の放熱板上に併設させてなるサーマルヘッド
であって、前記複数個の配線導体は少なくとも１個が接
地電位に保持されており、且つ該接地された配線導体に
前記放熱板の一部を当接させて両者を電気的に接続した
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、前記外部
配線板上に、一端を発熱素子の近傍まで延出させたヘッ
ドカバーが配置されており、且つ該ヘッドカバーの一部
で外部配線基板を前記当接部の反対側より押圧せしめた
ことを特徴とするものである。

【００１２】更に本発明のサーマルヘッドは前記配線導
体は放熱板の当接部に放熱板側に隆起する凸部を有して
いることを特徴とするものである。

【００１３】本発明のサーマルヘッドによれば、放熱板
の一部を、接地電位に保持される外部配線板の配線導体
（以下、接地導体と略記する。）に当接させて放熱板を
接地電位に保持するようにしたことから、サーマルヘッ
ドの使用中、放熱板がひろったノイズを外部配線板の接
地導体を介してグランドへ逃がすことができ、ドライバ
ーＩＣの誤動作を有効に防止することが可能となる。

【００１４】また本発明のサーマルヘッドによれば、放
熱板の一部を、その上に載置される外部配線板の接地導
体に接触させておくだけの簡単な機構により、放熱板が
ひろったノイズをグランドへ逃がすことができることか
ら、放熱板と外部のブランケットをジャンパー線等で接
続するといったような煩雑な作業は一切不要で、サーマ
ルプリンタの生産性を向上させることができる上に、サ
ーマルプリンタの構成が簡素化され、且つ全体構造の小
型化を図ることが可能である。

【００１５】更に本発明のサーマルヘッドによれば、外
部配線板上に配置されるヘッドカバーの内面で前記外部
配線基板を当接部の反対側より押圧することにより、放
熱板を接地導体に対して良好に当接させておくことがで
き、放熱板と接地導体との電気的接続をより確実なもの
として、サーマルヘッドの信頼性を向上させることが可
能である。

【００１６】また更に本発明のサーマルヘッドによれ
ば、外部配線板の接地導体上で、放熱板が当接される部
位に放熱板側に隆起する凸部を設けておけば、放熱板の
当接部は接地導体に対して当接し易くなるため、両者の
電気的接続をより確実に行うことができ、これによって
もサーマルヘッドの信頼性を向上させることが可能とな
る。

【００１７】

【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は本発明の一実施形態に係るサ
ーマルヘッドの斜視図、図２は図１のサーマルヘッドの
断面図であり、同図に示すサーマルヘッドは、大略的
に、ヘッド基板１と、フレキシブル配線板（外部配線
板）７と、ヘッドカバー９と、放熱板１０とで構成され
ている。

【００１８】前記ヘッド基板１は、長方形状を成すよう
に形成されたベースプレート２の上面に、直線状に配列
した多数の発熱素子３、回路パターン４及びドライバー
ＩＣ５を配設した構造を有している。

【００１９】前記ベースプレート２は、アルミナセラミ
ックス等のセラミック材料、或いは、表面を酸化膜で被
覆した単結晶シリコン等から成り、その上面で発熱素子
３や回路パターン４，ドライバーＩＣ５等が設けられ、
これらを支持する支持母材として機能する。

【００２０】前記ベースプレート２は、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
のセラミックス材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
クターブレード法を採用することによってセラミックグ
リーンシートと成し、しかる後、得られたセラミックグ
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。

【００２１】また前記ベースプレート２の上面に設けら
れている多数の発熱素子３は、例えば６００ｄｐｉ（do
t per inch)の密度で主走査方向（ベースプレート２の
長手方向）に直線状に配列されており、各発熱素子３の
両端には給電用の回路パターン４が接続されている。

【００２２】前記発熱素子３は、その各々がＴａＳｉ
Ｏ，ＴｉＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成されている
ため、回路パターン４やドライバーＩＣ５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、記録媒体
に印画を形成するのに必要な温度、例えば１５０℃〜２
５０℃の温度となる。

【００２３】尚、前記発熱素子３に接続される回路パタ
ーン４は、アルミニウムや銅等の導電材料により所定形
状をなすように形成されており、一部の回路パターン４
は発熱素子３の一端側で全ての発熱素子３に共通に接続
されて共通電極として機能し、また一部の回路パターン
４は発熱素子３の他端側で各発熱素子３とドライバーＩ
Ｃ５の出力端子とを接続する個別電極として機能し、残
りの回路パターン４はドライバーＩＣ５の入力端子とフ
レキシブル配線板７の配線導体８とを接続する信号配線
として機能する。

【００２４】このような発熱素子３や回路パターン４
は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリング法
やフォトリソグラフィー技術，エッチング技術等を採用
することによってベースプレート２の上面に所定厚み、
所定パターンに被着・形成され、しかる後、窒化珪素や
ガラス等の耐磨耗性に優れた無機質材料から成る保護膜
６によって被覆される。

【００２５】また前記ベースプレート２上に搭載されて
いる複数個のドライバーＩＣ５は、先に述べた発熱素子
３の配列と略平行に、間に所定の間隔を空けて配列され
ている。

【００２６】このようなドライバーＩＣ５は、外部から
の画像データに基づいて発熱素子３への電力供給を個々
に制御するためのものであり、かかるドライバーＩＣ５
としてはフリップチップ型のドライバーＩＣが好適に用
いられる。

【００２７】例えば、フリップチップ型のドライバーＩ
Ｃ５を用いる場合、その下面にはシフトレジスタ、ラッ
チ、スイッチングトランジスタ等の電子回路と入・出力
端子とが設けられ、従来周知のフェースダウンボンディ
ング、即ち、入・出力端子を対応する回路パターン４に
半田等のロウ材を介して電気的に接続させることによっ
てベースプレート２上の所定位置に搭載される。

【００２８】そして上述したヘッド基板１の一部上面、
具体的にはドライバーＩＣ５とヘッド基板１のエッジと
の間には、複数個の配線導体８を有したフレキシブル配
線板７の一端が重畳されており、該重畳部で配線導体８
をヘッド基板１上の回路パターン４に対して半田接合さ
れている。

【００２９】前記フレキシブル配線板７は、外部からの
画像データや印画制御信号，電力等をヘッド基板１上の
発熱素子３、ドライバーＩＣ５等に供給するためのもの
であり、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個の配線導体８を
被着させるとともに、これらの配線導体８をポリイミド
樹脂等から成るカバーフィルムで部分的に被覆した構造
を有し、該フレキシブル配線板７の他端側にはサーマル
ヘッドをプリンタ本体の電気回路に接続させるためのコ
ネクタ１２が取着されている。

【００３０】尚、上述した配線導体８のうち、接地電位
（ＧＮＤ）に保持される接地導体８ａの下面は、カバー
フィルムもしくはベースフィルムの一部を剥離させるこ
とで部分的に露出されており、該露出部には後述する放
熱板１０の上面が当接される。

【００３１】そして、このようなフレキシブル配線板７
は、先に述べたヘッド基板１と共に放熱板１０の上面に
載置・併設される。

【００３２】前記放熱板１０は、その上面でヘッド基板
１及びフレキシブル配線板７を支持するとともに、ヘッ
ド基板１の熱の一部を吸収・放散してヘッド基板１の温
度が過度に高温となるのを有効に防止するためのもので
あり、アルミニウムやＳＵＳ等の良熱伝導性の金属によ
り所定形状をなすように形成される。

【００３３】更に前記放熱板１０は、上述した如く、そ
の上面が一部、フレキシブル配線板７の接地導体８ａに
当接され、該当接部で接地導体８ａに電気的に接続され
ている。

【００３４】このように、放熱板１０の一部を、接地電
位（ＧＮＤ）に保持されるフレキシブル配線板７の接地
導体８ａに当接させて放熱板１０を接地電位（ＧＮＤ）
に保持するようにしたことから、サーマルヘッドの使用
中、放熱板１０がひろったノイズをフレキシブル配線板
７の接地導体８ａを介してグランドへ逃がすことがで
き、これによりドライバーＩＣ５の誤動作を有効に防止
してサーマルヘッドの信頼性を向上させることが可能と
なる。

【００３５】また前記放熱板１０は、その一部をフレキ
シブル配線板７の接地導体８aに接触させておくだけの
簡単な機構により、放熱板１０を接地電位（ＧＮＤ）に
保持させるものであり、それ故、放熱板１０と外部のブ
ランケットをジャンパー線等で接続するといったような
従来例の如き煩雑な作業は一切不要で、サーマルプリン
タの生産性を向上させることができる上に、サーマルプ
リンタの構成が簡素化され、且つ全体構造の小型化を図
ることが可能である。

【００３６】更に前記放熱板１０の上面が当接されるフ
レキシブル配線板７の接地導体８a上に、フレキシブル
配線板７側に隆起する凸部８ｂを設けておけば、放熱板
１０の上面を接地導体８aに対して当接させ易くなるた
め、両者の電気的接続をより確実に行うことができる。
従って、放熱板１０の上面が当接されるフレキシブル配
線板７の接地導体８a上に、ヘッドカバー９側に隆起す
る凸部８ｂを設けておくことが好ましい。前記凸部８b
は、例えば、ニッケル、金等の酸化しにくい導電材料に
よって形成するのが好ましく、例えば、従来周知の無電
解めっき法等を採用し、ニッケル、金及び半田を接地導
体８aの上面に２μm〜５０μmの厚みに被着させること
により形成される。

【００３７】尚、前記放熱板１０は、アルミニウム等か
ら成る金属のインゴット（塊）を従来周知の金属加工法
を採用し、所定形状に成形・加工することによって製作
される。

【００３８】また一方、前記フレキシブル配線板７の上
方には、一端を発熱素子３の近傍まで延出させたヘッド
カバー９が配設されている。

【００３９】前記ヘッドカバー９は、ヘッド基板１とフ
レキシブル配線板７との接続部を外力の印加より保護す
るとともに、その外表面で記録媒体の走行を支持しつつ
記録媒体を発熱素子３上へ案内するガイド部材として機
能するものであり、例えば、アルミニウムや鉄，ステン
レス（ＳＵＳ）等の金属から成る板体を従来周知の板金
加工にて所定形状に成形し、これをネジ止め等で放熱板
１０に取着させることによってフレキシブル配線板７上
の所定位置に固定される。

【００４０】更に前記ヘッドカバー９は、ネジ止め部の
近傍に位置する内面の一部がフレキシブル配線板７の上
面を上記当接部の反対側より押圧するようになってお
り、これによって放熱板１０を接地導体８aに対して良
好に当接させておくことができ、放熱板１０と接地導体
８aとの電気的接続をより確実なものとして、サーマル
ヘッドの信頼性を向上させることが可能である。

【００４１】またこの場合、ネジ止め用のネジ１１とヘ
ッドカバー９の双方を金属により形成しておけば、ヘッ
ドカバー９はネジ１１を介して放熱板１０と電気的に接
続されるため、ヘッドカバー９も、放熱板１０と同様
に、接地電位（ＧＮＤ）に保持されることとなり、この
場合、ヘッドカバー９を静電気対策等のために別途、ア
ースする必要はない。従って、ネジ止め用のネジ１１と
ヘッドカバー９とを金属により形成して、ヘッドカバー
９を接地電位（ＧＮＤ）に保持するようになしておくこ
とが好ましい。

【００４２】かくして上述した本実施形態のサーマルヘ
ッドは、記録媒体をヘッドカバー９の外表面でヘッド基
板１の発熱素子３上へ案内しながら、発熱素子３をドラ
イバーＩＣ５の駆動に伴い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達させ、
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。

【００４３】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
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。

【００４４】例えば、上述の実施形態において、発熱素
子３とベースプレート２との間にグレーズ層等を介在さ
せたり、ドライバーＩＣ５をエポキシ樹脂等から成る封
止材で被覆しても良いことは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、放熱
板の一部を、接地電位に保持される外部配線板の配線導
体に当接させて放熱板を接地電位に保持するようにした
ことから、サーマルヘッドの使用中、放熱板がひろった
ノイズを外部配線板の接地導体を介してグランドへ逃が
すことができ、ドライバーＩＣの誤動作を有効に防止す
ることが可能となる。

【００４６】また本発明のサーマルヘッドによれば、放
熱板の一部を、その上に載置される外部配線板の接地導
体に接触させておくだけの簡単な機構により、放熱板が
ひろったノイズをグランドへ逃がすことができることか
ら、放熱板と外部のブランケットをジャンパー線等で接
続するといったような煩雑な作業は一切不要で、サーマ
ルプリンタの生産性を向上させることができる上に、サ
ーマルプリンタの構成が簡素化され、且つ全体構造の小
型化を図ることが可能である。

【００４７】更に本発明のサーマルヘッドによれば、外
部配線板上に配置されるヘッドカバーの内面で前記外部
配線基板を当接部の反対側より押圧することにより、放
熱板を接地導体に対して良好に当接させておくことがで
き、放熱板と接地導体との電気的接続をより確実なもの
として、サーマルヘッドの信頼性を向上させることが可
能である。

【００４８】また更に本発明のサーマルヘッドによれ
ば、外部配線板の接地導体上で、放熱板が当接される部
位に放熱板側に隆起する凸部を設けておけば、放熱板の
当接部は接地導体に対して当接し易くなるため、両者の
電気的接続をより確実に行うことができ、これによって
もサーマルヘッドの信頼性を向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの斜
視図である。

【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である。

【図３】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・・・ベースプレート、３・・
・発熱素子、４・・・回路パターン、５・・・ドライバ
ーＩＣ、７・・・外部配線板（フレキシブル配線板）、
８・・・配線導体、８ａ・・・接地導体、８ｂ・・・凸
部、９・・・ヘッドカバー、１０・・・放熱板、１１・
・・ネジ、１２・・・コネクタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の発熱素子、回路パターン及びドライ
   バーＩＣが取着されているヘッド基板と、前記回路パタ
   ーンに電気的に接続される複数個の配線導体を有する外
   部配線板とを金属製の放熱板上に併設させてなるサーマ
   ルヘッドであって、 前記複数個の配線導体は少なくとも１個が接地電位に保
   持されており、且つ該接地された配線導体に前記放熱板
   の一部を当接させて両者を電気的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】前記外部配線板上に、一端を発熱素子の近
   傍まで延出させたヘッドカバーが配置されており、且つ
   該ヘッドカバーの一部で外部配線基板を前記当接部の反
   対側より押圧せしめた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】前記配線導体は放熱板の当接部に放熱板側
   に隆起する凸部を有していることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載のサーマルヘッド。