JP2007055230A - 記録ヘッド及びそれを用いたプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルケーブルを必要とせず、また製造工程が省略可能な記録ヘッドを提供することにある。
【解決手段】基板１と、前記基板１に形成される発熱抵抗体３ａと、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され且つ他端が前記基板１の一主面上に位置する複数の第１配線と、前記第１配線の一端との間に位置する前記発熱抵抗体３ａが発熱素子３を構成するように、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され、且つ、前記基板１の他主面上を介して、他端が前記基板１の一主面上に延出する第２配線とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ機構に組み込まれる記録ヘッドに関するものである。

従来のプリンタ機構に組み込まれる記録ヘッドとして、サーマルヘッドを例にとって説明する。従来のサーマルヘッドは、図５に示すように、ヘッド基板ｈと、一端側がヘッド基板ｈの一主面に接続される外部配線基板ｓと、一端側がヘッド基板ｈの下面に、他端側が外部配線基板ｓにそれぞれ接続されるフレキシブルケーブルｆとから構成されている。

ヘッド基板ｈは、基板１０１と、基板１０１の端面に配列される複数の発熱素子１０３と、発熱素子１０３の一端側に接続され、且つ基板１０１の一主面である上面に配される個別電極配線１０４と、基板１０１の上面に載置され且つ個別電極配線１０４に接続部材を介して接続されるドライバーＩＣ１０８と、このドライバーＩＣ１０８に接続され、基板１０１の上面の端部まで導出される信号電極配線１０６と、発熱素子１０３の他端側に接続され且つ基板１０１の下面に配される共通電極配線１０５とを備えている。ここで、個別電極配線１０４及び信号電極配線１０６は、第１配線であり、共通電極配線１０５は、第２配線である。

また外部配線基板ｓは、ヘッド基板ｈ上の共通電極配線１０５や信号電極配線１０６等に対して電気的に接続される制御配線１１０を有しており、この制御配線１１０を介してドライバーＩＣ１０８を制御するための制御信号や発熱素子１０３を発熱させるための電源電力をヘッド基板ｈに供給している。

一方、フレキシブルケーブルｆは、ヘッド基板ｈ下面側の共通電極配線１０５と、外部配線基板ｓの制御配線１１０とを電気的に接続するための配線導体１１７を有しており、この配線導体１１７を介して外部配線基板ｓよりヘッド基板ｈへ電源電力を供給している。
特開２０００‐３３４９９２号公報

ところで、上述のサーマルヘッドにおいては、外部配線基板ｓの制御配線１１０とヘッド基板ｈの信号電極配線１０６との接続部である第１の接続部１１１ｘと、フレキシブルケーブルｆの配線導体１１７とヘッド基板ｈの共通電極配線１０５との接続部である第２の接続部１１１ｙとが、互いに基板１０１の異なる主面に配置されていることから、第１の接続部１１１ｘの接続と、第２の接続部１１１ｙの接続を同時に行うことができず、余分な製造工程を必要としていた。また、フレキシブルケーブルｆが必要となるため製造コストが高くなるという結果を誘発していた。

本発明は、上記問題点に鑑み案出されたものであり、その目的はフレキシブルケーブルを必要とせず、また製造工程の簡略化が可能な記録ヘッドを提供することにある。

本発明の記録ヘッドは、基板と、前記基板に形成される発熱抵抗体と、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され且つ他端が前記基板の一主面上に位置する複数の第１配線と、前記第１配線の一端との間に位置する前記発熱抵抗体が発熱素子を構成するように、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され、且つ、前記基板の他主面上を介して、他端が前記基板の一主面上に延出する第２配線と、を有することを特徴とする。

また、前記発熱素子は前記基板の一方側端面に位置しており、該一方側端面は曲面であ
ることを特徴とする。

さらに、前記第２配線の一部は前記基板の他方側端面に延在しており、該他方側端面は曲面であることを特徴とする。

またさらに、前記基板は、該基板の一主面から他主面に貫通する貫通孔を有しており、前記第２配線の一部は前記貫通孔内に位置することを特徴とする。

さらにまた、前記第１配線の他端および前記第２配線の他端の少なくとも一方と前記基板との間にグレーズ層を有することを特徴とする。

またさらに、前記第１配線に接続されるドライバーＩＣを更に有し、該ドライバーＩＣは、前記基板の一主面上に位置されることを特徴とする。

また、前記ドライバーＩＣは複数あり、前記第２配線の他端は該ドライバーＩＣ間に位置していることを特徴とする。

さらに、前記第２配線の他端は、前記第１配線間に位置していることを特徴とする。

またさらに、前記第１配線の他端と前記第２配線の他端とは一列に並んでいることを特徴とする。

さらにまた、前記発熱素子が前記基板の一方側端面に位置している場合において、前記第２配線の他端は、前記第１配線の他端より前記発熱素子から離間していることを特徴とする。

本発明のプリンタは、前記記録ヘッドと、前記発熱素子に沿って記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記記録媒体を前記発熱素子に対して押圧するための押圧手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のプリンタは、前記基板の他主面に当接する放熱部材を更に備えることを特徴とする。

本発明の記録ヘッドによれば、基板と、前記基板に形成される発熱抵抗体と、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され且つ他端が前記基板の一主面上に位置する複数の第１配線と、前記第１配線の一端との間に位置する前記発熱抵抗体が発熱素子を構成するように、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され、且つ、前記基板の他主面上を介して、他端が前記基板の一主面上に延出する第２配線と、を有することから、第２配線と外部配線基板の制御配線とを接続するためのフレキシブルケーブルが不要となり、このため、フレキシブルケーブルと第２配線との接続工程が不要となる。

また本発明の記録ヘッドによれば、前記発熱素子は前記基板の一方側端面に位置しており、該一方側端面は曲面であることから、この一方側端面に形成する発熱素子からの熱を蓄積させるグレーズ層の形状および熱容量が制御しやすくなるので、前記発熱素子の熱応答性を良好に維持でき、発熱素子の熱を蓄積して熱応答性を良好に維持できる。

更に本発明の記録ヘッドによれば、前記第２配線の一部は前記基板の他方側端面に延在しており、該他方側端面は曲面であることから、第２配線を断線することなく容易に配置することができる。

また更に本発明の記録ヘッドによれば、前記基板は、該基板の一主面から他主面に貫通する貫通孔を有しており、前記第２配線の一部は前記貫通孔内に位置することから、前記第２配線の一部を前記貫通孔内に位置するようにすることで、基板の大きさに関わらず、基板の一主面上に形成された制御配線の一部と容易に接続することができる。

更にまた本発明の記録ヘッドによれば、前記第１配線の他端および前記第２配線の他端の少なくとも一方と前記基板との間にグレーズ層を有することから、両配線の他端と外部配線基板の接続部での電気的接続の長期信頼性を維持することができ、また、隣接する端子間の短絡を防止することが可能となり、発する熱を蓄積する作用をなす。

また本発明の記録ヘッドによれば、前記第１配線に接続されるドライバーＩＣを更に有し、該ドライバーＩＣは前記基板の一主面上に位置されることから、サーマルヘッド全体の厚みが増すことを抑制できる。

更に本発明の記録ヘッドによれば、前記ドライバーＩＣは複数あり、前記第２配線の他端は該ドライバーＩＣ間に位置していることから、従来であれば活用されなかった領域を有効に活用でき、延いては基板の小型化を可能とする。

また更に本発明の記録ヘッドによれば、前記第２配線の他端は、前記第１配線間に位置していることから、前記同様に活用されなかった領域を有効に活用でき、延いては基板の小型化を可能とする。

更にまた本発明の記録ヘッドによれば、前記第１配線の他端と前記第２配線の他端とは一列に並んでいることから、第１配線の他端と前記第２配線の他端は外部配線基板との接続が容易となる。

また本発明の記録ヘッドによれば、前記発熱素子が前記基板の一方側端面に位置している場合において、前記第２配線の他端は、前記第１配線の他端より前記発熱素子から離間していることから、前記第２配線と外部配線基板との接続部の主走査方向幅を十分長くとったとしても、これら第１配線等の形成の妨げになることはなく、第２配線における電圧の降下を抑制できる。

また本発明のプリンタによれば、前記記録ヘッドと、前記発熱素子に沿って記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記記録媒体を前記発熱素子に対して押圧するための押圧手段と、を備えることから、フレキシブルケーブルが不要であることから、第１及び第２の接続部が形成された主面とは逆側の主面を、支持手段である放熱板に幅広く当接させることができ、放熱性がよく、またサーマルヘッドを安定的に支持できるプリンタが得られる。

更に本発明のプリンタによれば、前記基板の他主面に当接する放熱部材を更に備えることから、サーマルヘッドを下面から支持するとともに、発熱素子から発した熱を効率よく逃がすことができる。

以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の記録ヘッドの一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図、図２は図１のサーマルヘッドの平面図である。かかるサーマルヘッドＴは、概略的にヘッド基板ｈと、外部配線基板ｓとから構成され、ヘッド基板ｈの一方の端部に外部配線基板ｓの一部が接続するように配置されている。

〈ヘッド基板〉
ヘッド基板ｈは、表面の一部にガラス等から成るグレーズ層２を有する紙面垂直方向に長尺状の基板１からなり、基板１の主走査方向に沿った外部配線基板ｓの接続された一主面と、外部配線基板ｓの接続されていない端面には窒化タンタル等から成る多数の発熱抵抗体３ａが形成されている。また、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され且つ他端が前記基板ｓの一主面上に位置する複数の第１配線の一部である個別電極配線４と、基板１の一主面に載置され且つ個別電極配線４に接続部材を介して接続されるドライバーＩＣ８と、このドライバーＩＣ８に接続されて基板１の一主面である上面の端部まで導出される第１配線の一部である信号電極配線６とを備えている。更に基板１の他主面には、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され、且つ、前記基板１の他主面上を介して、他端が前記基板１の一主面上に延出する第２配線である共通電極配線５とを備えている。

〈基板〉
本発明に用いられる基板１は、アルミナセラミックス等の絶縁材料や、表面に酸化膜が被着された単結晶シリコン等、種々の材料により長方形状に形成されている。

そして、基板１の主走査方向（発熱素子３の配列方向）に沿った一方側の端面に、帯状のグレーズ層２、発熱抵抗体３ａが配置されている。また基板１の一主面には第１配線を構成する個別電極配線４、信号電極配線６が形成されており、さらにドライバーＩＣ８が配置され、基板１の他主面には、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され、基板１の他主面上を介して、他端が前記基板１の一主面上に延出する第２配線である共通電極配線５が配置される。

基板１の一方側端面は、その断面形状が曲線状（Ｒ面）を成すように形成されており、前記第１配線の一部である個別電極配線４の一端と、第２配線の一部である共通電極配線５の一端との間に位置する前記発熱抵抗体３ａが発熱素子３を構成するように形成される。

このような基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原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やカレンダーロール法等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、該グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工した上、これを高温（約１６００℃）で焼成し、その後、必要に応じて一方側の端面の角部を研磨し、断面形状において曲線状をなす長尺状の基板が製作される。

〈グレーズ層〉
また基板１の一方側端面には、主走査方向に帯状に延在されるグレーズ層２が形成されている。このグレーズ層２は、基板１の端面に沿うように断面形状が曲面状を成し、発熱抵素子３の発する熱を蓄積してサーマルヘッドの熱応答性を良好に維持するために形成されている。

このようなグレーズ層２は、例えばガラスから成る場合、ガラス粉末に適当な有機溶剤・有機バインダー等を添加・混合して得られたガラスペーストを、従来周知のスクリーン印刷法などによって基板１の一主面である上面の所定領域に塗布するとともに、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術・エッチング技術を採用することにより所定形状に加工し、しかる後、これを８５０℃〜９５０℃の高温で所定時間加熱することにより形成される。

〈発熱素子〉
また、上述した帯状のグレーズ層２上に複数の発熱抵抗体３ａが被着されている。

この発熱抵抗体３ａは、２００ｄｐｉ（dot per inch）から１２００ｄｐｉの密度で直線状や千鳥状に被着・配列されており、各々がＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系、ＮｂＳｉＯ系の電気抵抗材料から成る抵抗体層から成っている。

そして発熱抵抗体３ａの一端に個別電極配線４が接続され、また他端に共通電極配線５が複数の発熱抵抗体３ａに共通して接続され、これら電極配線から発熱抵抗体３ａに所定の電流を流すことにより発熱素子３として作用し、所定の温度で発熱する。

〈個別電極配線〉
個別電極配線４は、信号配線６とともに第１配線を構成する一部であり、基板１の一方側の端面で一端が上述した発熱抵抗体３ａの各々に接続され、基板１の一主面においてドライバーＩＣ８の出力端子に接続されることにより、ドライバーＩＣ８からの電力を発熱抵抗体３ａへ供給する配線として機能する。このような個別電極配線４は、アルミニウムや銅等の金属材料からなる。

〈共通電極配線〉
共通電極配線５は、第２配線であり、前記発熱抵抗体３ａが発熱素子３を構成するように、一端が前記発熱抵抗体３ａに対して電気的に接続され、且つ、前記基板１の他主面上を介して、他端が前記基板１の一主面上に延出する。

また、基板１の他方側端面は曲面であることが好ましく、これにより前記共通電極配線５を配置する際に断線することなく、均一な形状で容易に形成することができる。

更に基板１の他方端側の一主面上まで延在された共通電極配線５の端部が、第２の接続部１１ｙとなる。共通電極配線５は、この第２の接続部１１ｙで外部配線基板ｓの制御配線１０の一部と共通電極配線５とが接続されることで、電源電力を発熱抵抗体３ａに供給する給電配線として機能する。例えば共通電極配線５によって発熱抵抗体３ａには通常２４Ｖ程度の電圧が印加される。さらに、前記基板１の一主面から他主面に貫通する貫通孔を有することが好ましく、これにより、前記第２配線である共通電極配線５の一部を前記貫通孔内に位置するようにすることで、基板１の大きさに関わらず、基板１の一主面上に形成された外部配線基板ｓの制御配線１０の一部と容易に接続することができる。

〈信号電極配線〉
更に、基板１の一主面上には、第１配線の一部である信号電極配線６が形成されている。この信号電極配線６は、ドライバーＩＣ８の搭載領域から基板１の端部まで延在されている。この信号電極配線６の一端には、ドライバーＩＣ８の入力端子に半田バンプ１４や金属細線、或は異方性導電膜等を用いて電気的に接続され、他端が第１の接続部となり、基板１の一主面で後述する外部配線基板ｓの制御配線１０に異方性導電膜１５や半田バンプ等を用いて接続されている。この信号電極配線６を介して、プリンタからのクロック信号、画像データ信号、ラッチ信号、ストローブ信号等がドライバーＩＣ８に供給されている。また、前記信号電極配線の他端および共通電極配線の他端の少なくとも一方と前記基板１との間にもグレーズ層を有することができる。これにより、両配線の他端と外部配線基板ｓの第１の制御配線、第２の制御配線とのそれぞれの接続部での電気的接続の長期信頼性を維持することができ、また、隣接する端子間の短絡を防止することが可能となるため、発する熱を蓄積する作用をなす。

〈接続部の位置関係〉
ここで、信号電極配線６と第１の制御配線との接続部である第１の接続部１１ｘ、及び共通電極配線５と第２の制御配線との接続部である第２の接続部１１ｙの形成位置について詳細に説明する。

上述したように、第１の接続部１１ｘと第２の接続部１１ｙとは、共に基板１の他方端側の一主面に集積されている。

図２に示すように、第１の接続部１１ｘと第２の接続部１１ｙとは、基板１の副走査方向（主走査方向に対して実質的に直交する方向である。）における位置を異ならせている。

例えば第１の接続部１１ｘは第２の接続部１１ｙよりも発熱抵抗体３ａに近い側に並列するように配置される。この場合、それぞれの接続部の主走査方向幅を十分長くとることができる。

一般に、サーマルヘッドの場合、信号電極配線６は、共通電極配線５よりもその個数が多いことから第１の接続部１１ｘの個数も多くなり、個々の接続部（接続端子）の大きさも第２の接続部１１ｙに比して小さく形成される。逆に共通電極配線５は、多数の発熱抵抗体３ａに共通して接続されため、第２の接続部１１ｙは、電圧降下を抑制するために主走査方向に沿って可能な限り長く形成することが望ましい。この場合、第２の接続部１１ｙは、その主走査方向の幅が副走査方向の幅よりも長い長尺状になしていることから、共通電極配線５における電圧降下を低減できる。尚、第２の接続部１１ｙを基板１の主走査方向幅と同程度の幅に形成しているが、このように成してもこれら個別電極配線４や信号電極配線６の形成の妨げになることはない。

また、図３（ａ）に示すように、第２の接続部１１ｙを複数形成し、第１の接続部１１ｘと第２の接続部１１ｙとが、主走査方向に一列に並ぶように複数の第２の接続部１１ｙ間に第１の接続部１１ｘを設けてもよい。これにより第１の接続部１１ｘと第２の接続部１１ｙとが、共に副走査方向に沿って配列された場合に比して、副走査方向における基板１の小型化が可能となる。

また、図３（ｂ）に示すように、複数のドライバーＩＣ８が基板１上に副走査方向に沿って一列状に配列される場合、第２配線である共通電極配線５の他端、すなわち第２の接続部１１ｙは、ドライバーＩＣ８に接続される信号電極配線６と、他のドライバーＩＣ８に接続される第１配線である信号電極配線６との間に位置させてもよく、隣接する信号電極配線６間の領域を有効に活用でき、延いては基板１の小型化を可能とする。

図３（ａ）、（ｂ）において、前記発熱素子３が前記基板１の一方側端面に位置している場合、前記第２配線である共通電極配線５の他端は、前記第１配線である信号電極配線の他端より前記発熱素子３から離間して配置することにより、信号電極配線６間の距離を小さくすることができ、基板１のさらなる小型化を図ることができる。

さらには、図３（ｃ）に示すように、信号電極配線６に接続される複数のドライバーＩＣ８が、基板１の一主面に搭載されている場合、前記第２配線である共通電極配線５の他端、すなわち第２の接続部１１ｙは、ドライバーＩＣ８間に位置していることが好ましく、ドライバーＩＣ８間の領域を有効に活用でき、延いては基板１の小型化を可能とする。

これら発熱抵抗体３ａ、個別電極配線４、共通電極配線５、信号電極配線６は、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング、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製作される。

具体的には、まずＴａＮ等の抵抗材料とアルミニウム等の金属材料を従来周知のスパッタリングにより基板１上に順次積層させることによって発熱素子３及び金属層からなる積層体を形成し、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術にて微細加工することで発熱抵抗体３ａ、個別電極配線４、共通電極配線５、信号電極配線６が形成される。

特に共通電極配線５、信号電極配線６は、基板１の一主面である上面、他主面である下面の双方から、電極材料のスパッタリングを行うことにより、主走査方向に沿った基板の端面にも電極材料が回り込み、これにより端面からのスパッタリングを行わなくても、該端面にこれら電極材料を被着させることができる。

〈保護膜〉
上述の発熱素子３、個別電極配線４や共通電極配線５上には、必要に応じて保護膜７が被着されている。

この保護膜７は、発熱素子３、個別電極配線４や共通電極配線５を大気中に含まれている水分等の接触による腐食や記録媒体Ｋの摺接による磨耗から保護するためのものであり、ＳｉＣやＳｉＮ系、ＳｉＯ系、ＳｉＯＮ系等の無機質材料やガラス等により３μｍ〜１０μｍの厚みに形成される。

尚、保護膜７は、従来周知の薄膜形成技術（スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、或は厚膜形成技術（スクリーン印刷法、ディスペンサー法など）によって形成される。

〈ドライバーＩＣ〉
また基板１の一主面に配置され、発熱素子３への通電を制御するドライバーＩＣ８は、シリコン基板の一主面上にシフトレジスタ、ラッチ、スイッチング素子、入力端子、出力端子等を高密度に集積した集積回路を有しており、外部配線基板ｓから信号電極配線６を経て信号が入力され、発熱素子３に個別電極配線４を介して発熱に必要な電力を供給している。

このドライバーＩＣ８は、その一主面に出力端子を有しており、各出力端子が個別電極配線４の端部に位置するように、且つ入力端子が信号電極配線６の端部に位置するように配置される。

〈半田バンプ〉
更に、ドライバーＩＣ８の入力端子、出力端子は、その先端に半田バンプ１４を備えており、所定の温度フローに従って動作する電気炉によりこの半田バンプ１４に２５０℃〜３００℃の熱を加えることで、入力端子が信号電極配線６に、出力端子が個別電極配線４に電気的に接続される。

尚、ドライバーＩＣ８の入出力端子と個別・信号電極配線との接続を半田バンプ１４ではなく、異方性導電膜により行ってもよい。半田バンプを採用した場合は、基板１へのドライバーＩＣ８の搭載時に、半田バンプ１４がセルフアライメント効果により端子上に自然に移動することから、異方性導電膜ほど精度の高い位置合わせを必要としないという利点がある。一方、外部配線基板ｓの第１及び第２の制御配線１０ｘ、１０ｙと、共通電極配線５や信号電極配線６とを一括して異方性導電膜１５により接続する場合、この異方性導電膜１５をドライバーＩＣ８の搭載領域まで延在させれば、一括してドライバーＩＣ８と個別電極配線４、ドライバーＩＣ８と信号電極配線６、信号電極配線６と第１の制御配線１０ｘ、共通電極配線５と第２の制御配線１０ｙをそれぞれ接続することが出来、製造工程を省略できるという利点がある。また、上述の手段に代えて金属細線等の接続手段も使用可能であることは言うまでもない。

〈封止樹脂〉
更に、このようなドライバーＩＣ８は、熱硬化性のエポキシ樹脂等の樹脂材料からなる封止樹脂９によって封止されている。

この封止樹脂９は、その断面形状が山状をなすように形成され、各配線やドライバーＩＣ８を大気中に含まれる水分等による腐食から保護する機能を果たしている。

尚、封止樹脂９は、例えばエポキシ樹脂からなる所定の液状前駆体を、基板１上のドライバーＩＣ８を被覆するように塗布し、これを１３０℃〜１５０℃で加熱・重合させることによって形成される。

〈外部配線基板〉
外部配線基板ｓは、共通電極配線５や信号電極配線６に接続される第１及び第２の制御配線１０ｘ、１０ｙを具備している。この外部配線基板ｓは、例えばポリイミド樹脂等の可撓性を有したカバーフィルム１２（厚み：１０μｍ〜３５μｍ）の表面に銅箔等から成る第１及び第２の制御配線１０ｘ、１０ｙ及び絶縁層１３が積層して構成され、さらにカバーフィルム１２’が被覆されている。

この外部配線基板ｓの端部では、第１及び第２の制御配線１０ｘ、１０ｙの片面が表面に露出しており、この露出部において異方性導電膜１５を介して、第１の制御配線１０ｘが第１の接続部１１ｘである信号電極配線６の端部に、第２の制御配線１０ｙが第２の接続部１１ｙである共通電極配線５の端部にそれぞれ接続される。この第２の制御配線１０ｙは、比較的大きな電力の供給を担うため、第１の制御配線１０ｘに比して耐電圧・耐電流が高く設計されている。

また、外部配線基板ｓは、図１に示すように、厚み方向において基板１に近い側に第２の制御配線１０ｙ、さらに絶縁層１３を介在させて基板１に遠い側に第１の制御配線１０ｘが配設されている。基板１上において発熱素子３から遠い側に共通電極配線５との接続部である第２の接続部１１ｙを、発熱素子３から近い側に信号電極配線６との接続部である第１の接続部１１ｘを設けている。これにより第１の制御配線１０ｘの露出部は、第２の制御配線１０ｙよりも発熱素子３に近い側に位置し、また厚み方向においては、第１の制御配線１０ｘの露出部は、第２の制御配線１０ｙよりも、基板１から遠い位置にある。

尚、第１の接続部と第２の接続部とが、副走査方向において並んで配列されていない場合、具体的には、第１の接続部と第２の接続部とが主走査方向において一列状に配列される場合や、第２の接続部が、隣接しあう信号電極配線間或は隣接しあうドライバーＩＣ間の領域に位置する場合は、外部配線基板ｓは、第１及び第２の制御配線が同一平面上に形成された１層構造のものでもよい。

尚、１層構造の外部配線基板に比して、２層構造の外部配線基板では、第２の制御配線が幅広に、具体的には基板１の主走査方向幅と同程度の幅にできることから、外部配線基板における電圧降下が低減できる。

〈異方性導電膜〉
そして第１及び第２の接続部１１ｘ、１１ｙに塗布され、各電極配線と制御配線との電気的接続を担う異方性導電膜１５は、例えば幅０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、厚み０．００３ｍｍ〜０．０１ｍｍ程度に形成され、エポキシやアクリル等の絶縁性樹脂に、平均粒径（直径）６μm〜９μmの導電性粒子、すなわちアクリル樹脂の表面に金メッキしたものや、アルミニウムや半田等の金属からなる粒子を含有させたものが用いられる。

各電極配線５、６の第1及び第２の接続部１１ｘ、１１ｙと対応する制御配線１０ｘ、１０ｙとの接続は、両者間にこの異方性導電膜１５を介在させ、これら電極配線５、６と制御配線１０ｘ、１０ｙとの位置合わせを行い、両者を貼り合わせた状態でヒーターバーとよばれる熱圧着装置により１３０℃〜２００℃で熱圧着することにより達成できる。これにより第1及び第２の接続部では確実な導通接続が行えるとともに、その他の部分では、機械的な接続が行える。

ところで、従来のサーマルヘッドの場合、基板１の下面でフレキシブルケーブルと共通電極配線とを接続しており、フレキシブルケーブルと共通電極配線との接続部が厚み方向に突出してしまうことから、基板の下面の略全部を放熱板に面当接させることが出来ないという欠点を有していた。これに対して、共通電極配線５の接続部を基板１の一主面に位置させる本発明では、基板１の下面の略全面を放熱板に面当接させることが可能となるため、ヘッド基板ｈの放熱特性が向上する。更に、当接面積を広くとれることから、ヘッド基板ｈが放熱板上で安定する。或いは、従来であれば、基板１と放熱板とを面当接させるために、前述の突出した部位に対向する放熱板に凹部を形成する等の必要性が生じていたが、このような凹部も不要となることから、製造コストの低減が図れることとなる。

かくして本発明のサーマルヘッドは、記録媒体を基板１の端面に形成された発熱素子３に摺接させながら、個別電極配線４―共通電極配線５間にドライバーＩＣ８の駆動に伴って電源電力を印加し、各発熱素子３を印画信号に対応させ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、記録媒体に印画を形成することによってサーマルヘッドＴとして機能する。

次に上述した記録ヘッドＴが組み込まれるプリンタを、サーマルプリンタを例にとって説明する。

サーマルプリンタは、図４に示す如く、上述したサーマルヘッドＴを支持手段となる放熱部材である放熱板１６上に取着・固定し、サーマルヘッドＴの発熱素子３に沿って記録媒体ＫをサーマルヘッドＴに押圧するための押圧手段であるプラテンローラＲ１と、及びサーマルヘッドから一定の距離だけ離間した位置に記録媒体Ｋの搬送手段である搬送ローラＲ２とが配設され、これらを駆動手段により制御している。

前記放熱板１６は、通常アルミニウム製の矩形状の放熱板１６上に接着剤や両面テープを介して搭載される。この放熱板１６は、サーマルヘッドＴを下面から支持するとともに、発熱素子３から発した熱を程度に逃がす放熱機能を有している。

この記録媒体Ｋを発熱素子３に押圧するプラテンローラＲ１は、その直径が８ｍｍ〜５０ｍｍのものが好適に使用され、ＳＵＳ等の金属から成る軸芯の外周にブタジエンゴム等を３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の厚みに巻きつけた円柱状の部材であり、サーマルヘッドＴの発熱素子３上に回転可能に支持されている。

かかるプラテンローラＲ１は、記録媒体ＫをサーマルヘッドＴに対して押圧し、発熱素子３からの熱を記録媒体Ｋに対して伝導しやすくするとともに、記録媒体を発熱素子３の配列と直交する方向に搬送するようにしている。

尚、本発明は上述した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、改良が可能である。

例えば、上述の実施形態において、保護膜を絶縁性保護膜上に導電性保護膜を積層した２層構造とし、この導電性保護膜と、前記外部配線基板の接地用配線とを異方性導電膜を介して接続してもよい。この場合、導電性保護膜の一部をドライバーＩＣの近傍や、隣接しあうドライバーＩＣ間の領域にまで延在させることにより、前述の第１の接続部、第２の接続部とともに一括して異方性導電膜による電気的接続を行うことが可能となる。これにより記録媒体摺接時に保護膜に発生する静電気等を速やかに外部に逃がすことができる。

また、上述の実施形態において、発熱素子を基板の一方端面に位置させたが、これに替えて主面と端面とで構成される角部を除去した新たな斜面部に位置させてもよいし、また基板端部近傍の一主面上に位置させてもよい。

さらにドライバーＩＣを基板１上ではなく外部配線基板ｓ上に搭載させてもよい。この場合、信号電極配線は不要となり個別電極配線が第１の接続部を介して外部配線基板の第１の制御配線に直接接続されることとなる。この場合であっても共通電極配線と第２の制御配線との接続をフレキシブルケーブルにより行う必要はないという本発明の作用効果を奏する。この場合、外部配線基板上のドライバーＩＣをサーマルヘッドの厚み方向において基板１に近い側の面上に搭載することで、基板１に遠い逆側の面上に搭載した場合に比してサーマルヘッドの厚みを薄く為すことができる。

さらに、上述の実施形態では、サーマルヘッド及びサーマルプリンタを例にとって説明したが、これに代えて、例えばインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ等にも適用可能である。

本発明の一の実施形態に係るサーマルヘッドの断面図である。 図１のサーマルヘッドの平面図である。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、夫々本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドの断面図である。 本発明の一の実施形態に係るサーマルプリンタの概略断面図である。 従来のサーマルヘッドの断面図である。

符号の説明

Ｔ・・・サーマルヘッド
ｈ・・・ヘッド基板
ｓ・・・外部配線基板
１・・・基板
２・・・グレーズ層
３・・・発熱素子
３ａ・・発熱抵抗体
４・・・個別電極配線
５・・・共通電極配線
６・・・信号電極配線
７・・・保護膜
８・・・ドライバーＩＣ
９・・・封止樹脂
１０ｘ・・・第１の制御配線
１０ｙ・・・第２の制御配線
１１ｘ・・・第１の制御配線と信号電極配線との接続部（第１の接続部）
１１ｙ・・・第２の制御配線との共通電極配線との接続部（第２の接続部）
１２、１２‘・・・カバーフィルム
１３・・・絶縁層
１４・・・半田バンプ
１５・・・異方性導電膜
１６・・・放熱板
Ｒ１・・・プラテンローラ
Ｒ２・・・搬送ローラ
Ｋ・・・記録媒体

Claims (12)

1. 基板と、前記基板に形成される発熱抵抗体と、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され且つ他端が前記基板の一主面上に位置する複数の第１配線と、前記第１配線の一端との間に位置する前記発熱抵抗体が発熱素子を構成するように、一端が前記発熱抵抗体に対して電気的に接続され、且つ、前記基板の他主面上を介して、他端が前記基板の一主面上に延出する第２配線と、を有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記発熱素子は前記基板の一方側端面に位置しており、該一方側端面は曲面であることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記第２配線の一部は前記基板の他方側端面に延在しており、該他方側端面は曲面であることを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
4. 前記基板は、該基板の一主面から他主面に貫通する貫通孔を有しており、前記第２配線の一部は前記貫通孔内に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
5. 前記第１配線の他端および前記第２配線の他端の少なくとも一方と前記基板との間にグレーズ層を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
6. 前記第１配線に接続されるドライバーＩＣを更に有し、該ドライバーＩＣは、前記基板の一主面上に位置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
7. 前記ドライバーＩＣは複数あり、前記第２配線の他端は該ドライバーＩＣ間に位置していることを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッド。
8. 前記第２配線の他端は、前記第１配線間に位置していることを特徴とする請求項1から６のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
9. 前記第１配線の他端と前記第２配線の他端とは一列に並んでいることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
10. 前記発熱素子が前記基板の一方側端面に位置している場合において、前記第２配線の他端は、前記第１配線の他端より前記発熱素子から離間している、請求項１から６のいずれか一つに記載の記録ヘッド。
11. 請求項１から１０のいずれか一つに記載の記録ヘッドと、前記発熱素子に沿って記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記記録媒体を前記発熱素子に対して押圧するための押圧手段と、を備えることを特徴とする、プリンタ。
12. 前記基板の他主面に当接する放熱部材を更に備える、請求項１１に記載のプリンタ。

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