JP2009006638A - Recording head and recording device equipped with recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドやインクジェットヘッドなどを構成する、記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備える記録装置に関するものである。 The present invention relates to a recording head that constitutes a thermal head, an inkjet head, and the like and a recording apparatus including the recording head.
ファクシミリやレジスターなどのプリンタとして、例えば小型且つ安価なサーマルプリンタが用いられている。サーマルプリンタは、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えている。サーマルヘッドは、配列形成された複数の発熱部と、これらを制御する制御素子とを有しており、制御素子で複数の発熱部を制御することにより所望の熱分布の発熱を行うように構成されている。プラテンローラは、複数の発熱部に対して記録媒体を押し当てるためのものである。このような構成のサーマルプリンタでは、制御素子で複数の発熱部の駆動を制御することにより所望の画像に応じた熱分布の発熱を行うとともに、複数の発熱部に対して記録媒体をプラテンローラで均等に押圧することにより複数の発熱部の発する熱を記録媒体に対して伝達させている。記録媒体に対する所望の画像形成は、この処理を繰り返すことにより行われている。 As a printer such as a facsimile or a register, for example, a small and inexpensive thermal printer is used. The thermal printer includes a thermal head and a platen roller. The thermal head has a plurality of heat generating sections arranged and a control element for controlling them, and is configured to generate heat with a desired heat distribution by controlling the plurality of heat generating sections with the control element. Has been. The platen roller is for pressing the recording medium against the plurality of heat generating portions. In the thermal printer having such a configuration, the control element controls the driving of the plurality of heat generating units to generate heat with a heat distribution corresponding to a desired image, and the recording medium is applied to the plurality of heat generating units with a platen roller. The heat generated by the plurality of heating portions is transmitted to the recording medium by pressing evenly. Desired image formation on the recording medium is performed by repeating this process.
このようなサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドとしては、FPC(Flexible Printed Circuit)を介して複数の発熱部および制御素子への電力供給や制御素子への画像情報の入力を行うものがあり、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載のサーマルヘッドでは、基板上に形成された発熱抵抗体及びそれを駆動する複数のIC(Integrated Circuit)の駆動信号をコネクターからFPCを通じて入力している。しかしながら、発熱抵抗体の配列方向(以下、「第1方向」とする)において、コネクターの形成領域に比べて広い範囲にわたって配列形成される複数のICに対して駆動信号を入力するには、FPCを構成する配線を第1方向だけでなく、該第1方向と直交する方向(以下、「第2方向」とする)にも引き回す必要があった。そのため、特許文献1に記載のサーマルヘッドでは、FPCを構成する配線に発熱抵抗体の駆動によって生じた熱が伝達すると、FPCがその配線の引き回しの方向に応じて熱膨張し、基板とFPCとの熱膨張係数の違いに起因する過度な応力が基板に対して加わってしまう場合があった。特に、この応力のうち第1方向の熱膨張に起因する応力は、基板の厚み方向においてFPCから基板に作用する力が大きく、これにより基板が湾曲してしまう場合があった。このように、基板に湾曲が生じると、発熱抵抗体とプラテンローラとの接触状態が各位置で異なってしまうので、特許文献1に記載のサーマルヘッドでは、良好な画像を形成できなくなる場合があった。 In the thermal head described in Patent Document 1, driving signals of a heating resistor formed on a substrate and a plurality of ICs (Integrated Circuits) for driving the heating resistor are input from a connector through an FPC. However, in order to input drive signals to a plurality of ICs arranged in a wider range than the connector formation region in the arrangement direction of the heating resistors (hereinafter referred to as “first direction”), the FPC It is necessary to route not only the first direction but also a direction orthogonal to the first direction (hereinafter referred to as “second direction”). Therefore, in the thermal head described in Patent Document 1, when heat generated by driving the heating resistor is transmitted to the wiring that constitutes the FPC, the FPC thermally expands according to the direction in which the wiring is routed. In some cases, an excessive stress due to the difference in thermal expansion coefficient is applied to the substrate. In particular, the stress caused by the thermal expansion in the first direction among the stresses has a large force acting on the substrate from the FPC in the thickness direction of the substrate, which may cause the substrate to bend. As described above, when the substrate is curved, the contact state between the heating resistor and the platen roller is different at each position. Therefore, the thermal head described in Patent Document 1 may not be able to form a good image. It was.
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、良好な画像を形成することが可能な記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備える記録装置を提供すること、を目的とする。 The present invention has been conceived under such circumstances, and an object thereof is to provide a recording head capable of forming a good image and a recording apparatus including the recording head. .
本発明の記録ヘッドは、第1方向に配列した複数の発熱部と、該複数の発熱部の駆動を制御する制御素子と、前記複数の発熱部および前記制御素子の少なくとも一方に電気的に接続された複数の第1配線と、を有するヘッド基板と、前記第1配線に対して電気的に接続され且つ前記第1方向に交差する第2方向に延在する第2配線を有し、前記ヘッド基板と熱膨張係数の異なる可撓性配線部材と、前記第2配線に対して電気的に接続され且つ少なくとも一部が前記第2方向に交差する第3方向に延在する第3配線を有し、前記ヘッド基板と熱膨張係数の異なる多層配線基板と、を備えることを特徴としている。ここで、第1方向と第3方向とは、同じ方向であっても良い。 The recording head of the present invention is electrically connected to at least one of the plurality of heat generating units arranged in the first direction, a control element that controls driving of the plurality of heat generating units, and the plurality of heat generating units and the control element. A head substrate having a plurality of first wirings, and a second wiring electrically connected to the first wiring and extending in a second direction intersecting the first direction, A flexible wiring member having a thermal expansion coefficient different from that of the head substrate; and a third wiring that is electrically connected to the second wiring and extends in a third direction at least partially intersecting the second direction. And a multilayer wiring board having a thermal expansion coefficient different from that of the head substrate. Here, the first direction and the third direction may be the same direction.
本発明の記録ヘッドは、前記可撓性配線部材が、前記第2配線を複数有しており、該複数の第2配線が、平面視において互いに離間して前記第1方向に配列されているのが好ましい。 In the recording head of the present invention, the flexible wiring member includes a plurality of the second wirings, and the plurality of second wirings are arranged in the first direction so as to be separated from each other in plan view. Is preferred.
本発明の記録ヘッドは、前記可撓性配線部材が、前記第2配線を複数有しており、各第2配線の前記第1方向に沿った断面における中心部が、前記第1方向に沿って配列されているのが好ましい。 In the recording head according to the aspect of the invention, the flexible wiring member includes a plurality of the second wirings, and a center portion of each second wiring in a cross section along the first direction is along the first direction. Are preferably arranged.
本発明の記録ヘッドは、前記多層配線基板が、前記ヘッド基板側に位置する第1端部と反対側に位置する第2端部で前記可撓性配線部材と電気的に接続されているのが好ましい。 In the recording head of the present invention, the multilayer wiring board is electrically connected to the flexible wiring member at a second end located opposite to the first end located on the head substrate side. Is preferred.
本発明の記録ヘッドは、前記多層配線基板が、前記ヘッド基板側に位置する第1端部で粘着部材を介して前記可撓性配線部材と接続されているのが好ましい。 In the recording head of the present invention, it is preferable that the multilayer wiring board is connected to the flexible wiring member via an adhesive member at a first end located on the head substrate side.
本発明の記録ヘッドは、前記可撓性配線部材が、前記第1配線と電気的に接続するための電気接続部材を収容するスリット部を有しているのが好ましい。 In the recording head according to the aspect of the invention, it is preferable that the flexible wiring member has a slit portion that houses an electrical connection member for electrical connection with the first wiring.
本発明の記録装置は、本発明に係る記録ヘッドと、前記記録ヘッドにおける複数の発熱部に向けて記録媒体を搬送するための搬送機構と、を備えることを特徴としている。 The recording apparatus of the present invention includes the recording head according to the present invention, and a transport mechanism for transporting a recording medium toward a plurality of heat generating portions in the recording head.
本発明の記録ヘッドでは、可撓性配線部材を構成する第2配線が第2方向に延在している。そのため、本記録ヘッドでは、例えば複数の発熱部からの熱が可撓性配線部材を構成する第2配線に伝達したとしても、その熱膨張に起因して可撓性配線部材からヘッド基板に対して作用する応力のうち該ヘッド基板の厚み方向に作用する応力を充分に低減することができる。したがって、本記録ヘッドでは、ヘッド基板の湾曲に起因して記録媒体と各発熱部との接触状態が異なってしまうのを抑制することができるのである。 In the recording head of the present invention, the second wiring constituting the flexible wiring member extends in the second direction. For this reason, in this recording head, for example, even if heat from a plurality of heat generating parts is transmitted to the second wiring that constitutes the flexible wiring member, the flexible wiring member is directed to the head substrate due to the thermal expansion. The stress acting in the thickness direction of the head substrate can be sufficiently reduced. Therefore, in the present recording head, it is possible to suppress the contact state between the recording medium and each heat generating portion from being different due to the curvature of the head substrate.
また、本記録ヘッドでは、ヘッド基板と多層配線基板とが可撓性配線部材を介して接続されている。そのため、本記録ヘッドでは、多層配線基板で熱膨張に起因してヘッド基板の厚み方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材において緩和することができる。したがって、本記録ヘッドでは、ヘッド基板の湾曲に起因して記録媒体と各発熱部との接触状態が異なってしまうのを抑制することができるのである。 In the recording head, the head substrate and the multilayer wiring substrate are connected via a flexible wiring member. For this reason, in this recording head, even if a stress acting in the thickness direction of the head substrate is generated in the multilayer wiring board due to thermal expansion, the stress can be relaxed in the flexible wiring member. Therefore, in the present recording head, it is possible to suppress the contact state between the recording medium and each heat generating portion from being different due to the curvature of the head substrate.
さらに、本記録ヘッドでは、可撓性配線部材を構成する第2配線に対して電気的に接続され、且つ、少なくとも一部が第3方向(第2方向に交差する方向)に延在している。そのため、本記録ヘッドでは、可撓性配線部材を構成する第2配線と多層配線基板を構成する第3配線とが電気的に接続される接続領域に比べて狭い範囲とされる外部接続領域であっても適切に引き回しをすることができる。 Further, in the present recording head, the recording head is electrically connected to the second wiring constituting the flexible wiring member, and at least a part of the recording head extends in the third direction (a direction intersecting the second direction). Yes. For this reason, in this recording head, the external connection region is narrower than the connection region in which the second wiring constituting the flexible wiring member and the third wiring constituting the multilayer wiring board are electrically connected. Even if there is, it can be properly routed.
以上のことから、本記録ヘッドは、良好な画像を形成するうえで好適であるのに加えて、配線の引き回しの自由度を維持するうえでも好適である。 From the above, this recording head is suitable not only for forming a good image, but also for maintaining the degree of freedom of wiring.
本発明の記録ヘッドにおいて可撓性配線部材が、第2配線を複数有しており、該複数の第2配線が、平面視において互いに離間して第1方向に配列されている場合、ヘッド基板の厚み方向に対する可撓性配線部材の可撓性を高めることができる。そのため、本構成の記録ヘッドでは、多層配線基板で熱膨張に起因してヘッド基板の厚み方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材において緩和することができる。したがって、本構成の記録ヘッドでは、ヘッド基板の湾曲に起因して記録媒体と各発熱部との接触状態が異なってしまうのを抑制することができ、ひいては、より良好な画像を形成することができるのである。 In the recording head of the present invention, when the flexible wiring member has a plurality of second wirings and the plurality of second wirings are arranged in the first direction so as to be separated from each other in plan view, the head substrate The flexibility of the flexible wiring member in the thickness direction can be increased. Therefore, in the recording head of this configuration, even if a stress acting in the thickness direction of the head substrate is generated in the multilayer wiring board due to thermal expansion, the stress can be relaxed in the flexible wiring member. Therefore, in the recording head of this configuration, it is possible to prevent the contact state between the recording medium and each heat generating portion from being different due to the curvature of the head substrate, and as a result, a better image can be formed. It can be done.
本発明の記録ヘッドにおいて可撓性配線部材が、第2配線を複数有しており、各第2配線の第1方向に沿った断面における中心部が、第1方向に沿って配列されている場合、ヘッド基板の厚み方向に対する可撓性配線部材の可撓性をより高めることができる。したがって、本構成の記録ヘッドでは、ヘッド基板の湾曲に起因して記録媒体と各発熱部との接触状態が異なってしまうのをより抑制することができ、ひいては、さらに良好な画像を形成することができるのである。 In the recording head of the present invention, the flexible wiring member has a plurality of second wirings, and the center portions of the cross sections along the first direction of the respective second wirings are arranged along the first direction. In this case, the flexibility of the flexible wiring member in the thickness direction of the head substrate can be further increased. Therefore, in the recording head of this configuration, it is possible to further suppress the contact state between the recording medium and each heat generating portion due to the curvature of the head substrate, and thereby form a better image. Can do it.
本発明の記録ヘッドにおいて多層配線基板が、ヘッド基板側に位置する第1端部と反対側に位置する第2端部で可撓性配線部材と電気的に接続されている場合、可撓性配線部材の第2方向に対する配線長を長くすることにより、多層配線基板で熱膨張に起因してヘッド基板の厚み方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材においてより緩和することができる。したがって、本構成の記録ヘッドでは、ヘッド基板の湾曲に起因して記録媒体と各発熱部との接触状態が異なってしまうのを抑制することができ、ひいては、さらに良好な画像を形成することができるのである。 In the recording head of the present invention, when the multilayer wiring board is electrically connected to the flexible wiring member at the second end located on the side opposite to the first end located on the head board side, the flexibility Even if a stress acting in the thickness direction of the head substrate is generated in the multilayer wiring board due to thermal expansion by increasing the wiring length in the second direction of the wiring member, the stress is more increased in the flexible wiring member. Can be relaxed. Therefore, in the recording head of this configuration, it is possible to suppress the contact state between the recording medium and each heat generating portion due to the curvature of the head substrate, and as a result, a better image can be formed. It can be done.
本発明の記録ヘッドにおいて、多層配線基板がヘッド基板側に位置する第1端部で粘着部材を介して可撓性配線部材と接続されている場合、ヘッド基板に対する可撓性配線部材のヘッド基板側の端部の位置決め精度を高めることができる。したがって、本構成の記録ヘッドでは、例えば可撓性配線部材と多層配線基板との接続位置をヘッド基板から離しても可撓性配線部材を構成する第2配線とヘッド基板の有する第1配線との接続信頼性を高めることができるのである。 In the recording head of the present invention, when the multilayer wiring substrate is connected to the flexible wiring member via the adhesive member at the first end located on the head substrate side, the head substrate of the flexible wiring member with respect to the head substrate The positioning accuracy of the side end can be increased. Therefore, in the recording head of this configuration, for example, even if the connection position between the flexible wiring member and the multilayer wiring board is separated from the head substrate, the second wiring constituting the flexible wiring member and the first wiring included in the head substrate are provided. It is possible to improve the connection reliability.
本発明の記録ヘッドにおいて、可撓性配線部材が第1配線と電気的に接続するための電気接続部材を収容するスリット部を有している場合、電気接続部材として用いたハンダなどの余剰分をスリット部に収容することができる。そのため、本構成の記録ヘッドでは、ヘッド基板と可撓性配線部材との間に介在する電気接続部材の厚みの均一性を高め、電気接続部材の厚みのバラツキに起因してヘッド基板の厚み方向において可撓性配線部材からヘッド基板に作用する力にバラツキが生じるのを抑制することができるのである。したがって、本構成の記録ヘッドでは、ヘッド基板と可撓性配線部材との接続部における応力のバラツキに起因して発熱部の配列が湾曲するのを抑制し、ひいては、良好な画像を形成することができるのである。 In the recording head of the present invention, when the flexible wiring member has a slit portion that houses an electrical connection member for electrical connection with the first wiring, an excess of solder or the like used as the electrical connection member Can be accommodated in the slit portion. Therefore, in the recording head of this configuration, the thickness uniformity of the electrical connection member interposed between the head substrate and the flexible wiring member is improved, and the thickness direction of the head substrate is caused by the variation in the thickness of the electrical connection member. In this case, it is possible to suppress variation in the force acting on the head substrate from the flexible wiring member. Therefore, in the recording head of this configuration, it is possible to suppress the bending of the arrangement of the heat generating portions due to the variation in stress at the connection portion between the head substrate and the flexible wiring member, thereby forming a good image. Can do it.
本発明の記録装置は、本発明に係る記録ヘッドを備えているので、本発明に係る記録ヘッドが有する効果を享受することができる。したがって、本記録装置では、良好な画像を形成することができるのである。 Since the recording apparatus of the present invention includes the recording head according to the present invention, the recording head according to the present invention can enjoy the effects. Therefore, the recording apparatus can form a good image.
図1は、本実施形態に係るサーマルプリンタXの概略構成を表す全体図である。 FIG. 1 is an overall view showing a schematic configuration of a thermal printer X according to the present embodiment.
サーマルプリンタXは、サーマルヘッド10、搬送機構20、および駆動手段30を備え、矢印D1方向に搬送される記録媒体Pに対して印画を行うためのものである。ここで記録媒体Pとしては、加熱によって表面の濃淡が変動する感熱紙や感熱フィルム、熱伝導によって溶融したインク成分を転写することによって像を形成するインクフィルムおよび転写用紙などが用いられる。
The thermal printer X includes a
図2は、本発明の実施形態に係るサーマルヘッド10の概略構成を表す図であり、(a)はその平面図であり、(b)は(a)の側面図である。
2A and 2B are diagrams illustrating a schematic configuration of the
サーマルヘッド10は、基体11、駆動IC12、可撓性配線部材13、多層配線基板14、外部接続用部材15、放熱体16、導電性接続部材17、および粘着部材18を備え、外部接続用部材15を介して駆動手段30より供給される画像情報に対応した発熱を行うものである。
The
図3は、図2に示す基体11の概略構成を表す図であり、(a)はその平面図であり、(b)は(a)に示したIIIb−IIIb線に沿った断面図である。
3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
基体11は、基板111、蓄熱層112、発熱部113、導電層114、接続層115、および保護層116を含んで構成されている。なお、図3(a)では、保護層116を省略している。
The
基板111は、蓄熱層112、発熱部113、導電層114、接続層115、保護層116、および駆動IC12の支持母材として機能するものである。基板111の構成材料としては、アルミナセラミックスなどのセラミックスや、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂などの樹脂材料、シリコン材料、ガラス材料などの絶縁材料が挙げられる。本実施形態において基板111は、アルミナセラミックスにより形成されており、その熱膨張係数は、約7.3×10−6[K−1]である。なお、本実施形態の基体11の熱膨張係数は、基板111の熱膨張係数の影響により、この基板111の構成材料の熱膨張係数に略等しくなる。
The
蓄熱層112は、後述する発熱部113において発生するジュール熱の一部を蓄積し、サーマルヘッド10の熱応答特性を良好に維持する作用を有するものである。すなわち、蓄熱層112は、発熱部113の温度を印画に必要な所定の温度まで短時間で上昇させるためのものである。
The
発熱部113は、記録媒体Pに対して熱エネルギを付与するために通電によって発熱するものであり、電気抵抗材料により形成されている。電気抵抗材料としては、TaN、TaSiO、TaSiNO、TiSiO、TiSiCO、NbSiOなどが挙げられる。発熱部113は、導電層114を利用した電圧の印加によりジュール熱を発生させ、記録媒体Pに画像を形成するのに必要な所定の温度(たとえば200℃以上350℃以下)に発熱させる。なお、本実施形態の発熱部113は、蓄熱層112上に位置するようにパターン形成されており、複数の発熱部113が長手方向D2,D3において略等間隔に配列している。
The
導電層114は、発熱部113に対して電圧を印加するためのものであり、共通電極114aおよび個別電極114bを含んで構成される。導電層114は、金属を主成分とする導電材料により形成されている。この導電材料としては、アルミニウム合金、金、銀、銅などが挙げられる。共通電極114aは、発熱部113に対して電力を供給するための部位であり、その一端において複数の発熱部113の一端に対して電気的に接続され、その他端において電源(図示せず)に対して電気的に接続されている。個別電極114bは、各々の発熱部113をその電力供給状態(オンもしくはオフ)を制御する駆動IC12に対して電気的に接続するための部位であり、その一端において発熱部113の他端に対して電気的に接続され、その他端において駆動IC12に対して電気的に接続されている。
The
接続層115は、駆動IC12と可撓性配線部材13とを電気的に接続するための部位であり、金属を主成分とする導電材料により形成されている。この導電材料としては、アルミニウム合金、金、銀、銅などが挙げられる。接続層115は、その一端において駆動IC12に対して電気的に接続され、その他端において可撓性配線部材13に対して電気的に接続されている。
The
保護層116は、発熱部113、導電層114、および接続層115を保護するためのものである。より具体的には、保護層116は、発熱部113、導電層114、および接続層115が大気と接触するのを防止して大気中の水分などにより腐食するのを防止し、発熱部113、導電層114、および接続層115を外力から保護し、あるいは発熱部113や個別電極114bが短絡するのを防止するためのものである。この保護層116の構成材料としては、SiO2、窒化珪素(Si3N4)などのSi−N系無機物材料やサイアロン(Si・Al・O・N)などのSi−N−O系無機物材料などが挙げられる。
The
駆動IC12は、各々の発熱部113の電力供給状態(オンもしくはオフ)を制御するためのものであり、外部接続用部材15、多層配線基板14、および可撓性配線部材13を介して駆動手段30より供給される画像情報に基づいて発熱部113を選択的にジュール発熱させるためのものである。すなわち、駆動IC12は、個別電極114bを介して電気的に接続される発熱部113の電力供給状態(オンもしくはオフ)を画像データに基づいて制御するものである。この駆動IC12は、導電層114の個別電極114bおよび接続層115に対して電気的に接続されている。
The
図4は、可撓性配線部材13の概略構成を表す図であり、(a)はその平面図であり、(b)は(a)に示したIVb−IVb線に沿った断面図である。
4A and 4B are diagrams illustrating a schematic configuration of the
可撓性配線部材13は、本体部131と配線部132とを有しており、発熱部113を駆動するための電気信号を共通電極114aおよび駆動IC12に伝送するためのものである。この電気信号としては、発熱部113や駆動IC12の供給電力や、発熱部113の電力供給状態を選択的に制御するための画像情報などが挙げられる。ここで、可撓性とは、JIS規格K7171に規定される曲げ弾性率が例えば2.5×103[N/mm2]以上4.5×103[N/mm2]以下であることをいう。
The
本体部131は、複数の配線部132を支持し、その電気的絶縁性を確保するためのものである。本体部131の構成材料としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などの可撓性を有する樹脂材料が挙げられる。本実施形態において本体部131は、ポリイミド系樹脂により形成されており、その熱膨張係数は、約10×10−6[K−1]である。また、この本体部131は、導電性接続部材17を収容するためのスリット部131が基板側の端部に設けられている。
The
配線部132は、発熱部113を駆動するための電気信号を共通電極114aおよび駆動IC12に伝送するためのものであり、その一端において共通電極114aの他端または接続層115の他端に導電性接続部材17を介して電気的に接続しており、その他端において多層配線基板14に対して電気的に接続されている。配線部132の構成材料としては、白金、金、銀、銅、アルミニウムや、その合金などが挙げられる。本実施形態において配線部132は、銅により形成されており、その熱膨張係数は、約17×10−6[K−1]である。本実施形態において各配線部132は、矢印D1方向に延在しており、且つ平面視において互いに離間して配列している。また、各配線部132は、長手方向D2,D3に沿った断面における中心部が長手方向D2,D3に沿って配列されている。このため、本実施形態の可撓性配線部材13の長手方向D2,D3に対する熱膨張係数は、配線部132の熱膨張係数の影響により、この配線部132の構成材料の熱膨張係数に略等しくなる。一方、この可堯性配線部材13の矢印D1方向に対する熱膨張係数は、本体部131の熱膨張係数の影響により、この本体部の構成材料の熱膨張係数に略等しくなる。つまり、本実施形態の可撓性配線部材13は、矢印D1方向と長手方向D2,D3とにおいて、その熱膨張係数が異なっている。
The
図5は、多層配線基板14の概略構成を表す要部拡大図であり、(a)は、長手方向D2,D3に沿った断面図であり、(b)は(a)に示したVb−Vb線に沿った平面視図である。
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a schematic configuration of the
多層配線基板14は、本体部141と配線部142とを有しており、発熱部113を駆動するための電気信号を共通電極114aおよび駆動IC12に伝送するためのものである。この多層配線基板14は、複数の配線基板の積層体として構成されている。
The
本体部141は、配線部142を支持し、その電気的絶縁性を確保するためのものである。本体部141の構成材料としては、セラミックスや樹脂、セラミックスと樹脂との複合材などが挙げられる。ここで、セラミックスとは、アルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックス、ムライト質焼結体などであり、樹脂とは、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂である。本実施形態において本体部141は、ガラス繊維にエポキシ系樹脂を含有させたものにより形成されており、その熱膨張係数は約14×10−6[K−1]である。なお、本実施形態の多層配線基板14の熱膨張係数は、本体部141の熱膨張係数の影響により、この本体部141の構成材料の熱膨張係数に略等しくなる。本実施形態において多層配線基板14の本体部141は、矢印D1方向における基板111側に位置する一端部で粘着部材18を介して可撓性配線部材13と接続されている。
The
配線部142は、可撓性配線部材13を構成する配線部132に発熱部113を駆動するための電気信号を伝送するものであり、その端において配線部132の他端または外部接続用部材15に対して電気的に接続されている。配線部142の構成材料としては、白金、金、銀、銅、アルミニウムや、その合金などが挙げられる。本実施形態において配線部142は、矢印D1方向および長手方向D2,D3に延在させて本体部141上に形成されており、矢印D1方向における基板111と反対側に位置する他端部で可撓性配線部材13を構成する配線部132に導電性接続部材17を介して電気的に接続されている。加えて、本実施形態において複数の配線部142の一部は、複数の対象に対して共通に伝送される電気信号(例えば駆動IC12の電源電力や駆動IC12の基準動作信号)を分岐させるため、可撓性配線部材13を構成する複数の配線部132に対して電気的に接続されている。
The
外部接続用部材15は、発熱部113を駆動するための電気信号を入力するためのものであり、多層配線基板14を構成する各配線部142に電気的に接続されている。
The
放熱体16は、発熱部113を駆動することによって生じた熱を外部(例えば外部空間)に放熱するためのものである。また、本実施形態において放熱体16は、基体11および多層配線基板14の支持母材として機能している。放熱体16の構成材料としては、銅やアルミニウムなどの金属材料、熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂材料に熱伝導性の高い材料を混合させたものなどが挙げられる。ここで熱伝導性の高い材料とは、基板111を構成する材料よりも高い熱伝導率を有するものであって、金属材料やカーボンナノチューブなどが挙げられる。
The
導電性接続部材17は、導電層114の共通電極114aまたは接続層115と可撓性配線部材13を構成する配線部132とを、可撓性配線部材13を構成する配線部132と多層配線基板14を構成する配線部142とを、電気的に接続するためのものである。導電性接続部材17としては、ハンダや異方性導電材料などが挙げられる。また、本実施形態の導電性接続部材17は、その一部が可撓性配線部材13の本体部131のスリット部131aに収容されている。
The
粘着部材18は、可撓性配線部材13と多層配線基板14とを粘着するためのものである。粘着部材18としては、アクリル系やシリコン系などの粘着剤、両面粘着テープなどが挙げられる。
The
搬送機構20は、記録媒体Pを矢印D1方向に搬送しつつ該記録媒体Pをサーマルヘッド10の発熱部113に接触させるためのものであり、プラテンローラ21、および搬送ローラ22,23,24,25を含んで構成されている。
The
プラテンローラ21は、記録媒体Pを発熱部113に押し付けるためのものであり、発熱部113に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ21は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。基体は、たとえばステンレスなどの金属により形成されており、弾性部材は、たとえば厚みが3mm〜15mmのブタジエンゴムにより形成されている。
The
搬送ローラ22,23,24,25は、記録媒体Pを所定の経路に沿って搬送するためのものである。すなわち、搬送ローラ22,23,24,25は、サーマルヘッド10の発熱部113とプラテンローラ21との間に記録媒体Pを供給するとともに、サーマルヘッド10の発熱部113とプラテンローラ21との間から記録媒体Pを引き抜くためのものである。これらの搬送ローラ22,23,24,25は、金属製の円柱状部材により形成してもよいし、プラテンローラ21と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
The
駆動手段30は、発熱部113を選択的にジュール発熱させるべく、発熱部113を駆動するための電気信号を外部接続用部材15に対して入力し、可撓性配線部材13および多層配線基板14を介して駆動IC12に画像情報を供給するためのものである。
The driving means 30 inputs an electric signal for driving the
サーマルヘッド10では、可撓性配線部材13を構成する配線部132が矢印D1方向に延在している。そのため、サーマルヘッド10では、例えば複数の発熱部113からの熱が可撓性配線部材13を構成する配線部132に伝達したとしても、その熱膨張に起因して可撓性配線部材13から基板111に対して作用する応力のうち矢印D4,D5方向(基板111の厚み方向)に作用する応力を充分に低減することができる。したがって、サーマルヘッド10では、基板111の湾曲に起因して記録媒体Pと各発熱部113との接触状態が異なってしまうのを抑制することができるのである。
In the
また、サーマルヘッド10では、基板111と多層配線基板14とが可撓性配線部材13を介して接続されている。そのため、サーマルヘッド10では、多層配線基板14で熱膨張に起因して矢印D4,D5方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材13において緩和することができる。したがって、サーマルヘッド10では、基板111の湾曲に起因して記録媒体Pと各発熱部113との接触状態が異なってしまうのを抑制することができるのである。
In the
さらに、サーマルヘッド10では、可撓性配線部材13を構成する配線部132に対して電気的に接続され、且つ、少なくとも一部が長手方向D2,D3(矢印D1方向に交差する方向)に延在している。そのため、サーマルヘッド10では、可撓性配線部材13を構成する配線部132と多層配線基板14を構成する配線部142とが電気的に接続される接続領域に比べて狭い範囲とされる外部接続用部材15に対して電気的に接続される接続領域であっても適切に引き回しをすることができる。
Further, in the
以上のことから、サーマルヘッド10は、良好な画像を形成するうえで好適であるのに加えて、配線の引き回しの自由度を維持するうえでも好適である。
From the above, the
サーマルヘッド10において可撓性配線部材13が、配線部132を複数有しており、該複数の配線部132が、平面視において互いに離間して矢印D1方向に配列されているので、矢印D4,D5方向に対する可撓性配線部材13の可撓性を高めることができる。そのため、サーマルヘッド10では、多層配線基板14で熱膨張に起因して矢印D4,D5方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材13において緩和することができる。したがって、サーマルヘッド10では、基板111の湾曲に起因して記録媒体Pと各発熱部113との接触状態が異なってしまうのを抑制することができ、ひいては、より良好な画像を形成することができるのである。
In the
サーマルヘッド10において可撓性配線部材13が、配線部132を複数有しており、各配線部132の長手方向D2,D3に沿った断面における中心部が、長手方向D2,D3に沿って配列されているので、矢印D4,D5方向に対する可撓性配線部材13の可撓性をより高めることができる。したがって、サーマルヘッド10では、基板111の湾曲に起因して記録媒体Pと各発熱部113との接触状態が異なってしまうのをより抑制することができ、ひいては、さらに良好な画像を形成することができるのである。
In the
サーマルヘッド10において多層配線基板14が、基板111側に位置する一端部と反対側に位置する他端部で可撓性配線部材13と電気的に接続されているので、可撓性配線部材13の矢印D1方向に対する配線長を長くすることにより、多層配線基板14で熱膨張に起因して矢印D4,D5方向に作用する応力が発生したとしても、その応力を可撓性配線部材13においてより緩和することができる。したがって、サーマルヘッド10では、基板111の湾曲に起因して記録媒体Pと各発熱部113との接触状態が異なってしまうのを抑制することができ、ひいては、さらに良好な画像を形成することができるのである。
In the
サーマルヘッド10において、多層配線基板14が一端部(ヘッド基板側に位置する端部)で粘着部材18を介して可撓性配線部材13と接続されているので、基板111に対する可撓性配線部材13の基板111側の端部の位置決め精度を高めることができる。したがって、サーマルヘッド10では、可撓性配線部材13と多層配線基板14との接続位置を基板111から離しても可撓性配線部材13を構成する配線部132と基板111の有する導電層114の共通電極114aおよび接続層115との接続信頼性を高めることができるのである。
In the
サーマルヘッド10において、可撓性配線部材13が導電層114の共通電極114aと電気的に接続するための導電性接続部材17を収容するスリット部131aを有しているので、導電性接続部材17として用いたハンダなどの余剰分をスリット部131aに収容することができる。そのため、サーマルヘッド10では、基板111と可撓性配線部材13との間に介在する導電性接続部材17の厚みの均一性を高め、導電性接続部材17の厚みのバラツキに起因して矢印D4,D5方向において可撓性配線部材13から基板111に作用する力にバラツキが生じるのを抑制することができるのである。したがって、サーマルヘッド10では、基板111と可撓性配線部材13との接続部における応力のバラツキに起因して発熱部113の配列が湾曲するのを抑制し、ひいては、良好な画像を形成することができるのである。
In the
サーマルプリンタXは、サーマルヘッド10を備えているので、サーマルヘッド10が有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタXでは、良好な画像を形成することができるのである。
Since the thermal printer X includes the
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本実施形態に係る基体11は、サーマルヘッド10を構成しているが、このような用途に限るものではなく、発熱部113を有するインクジェットヘッドなどに適用してもよい。このような構成のインクジェットヘッドでは、発熱部113の配列が湾曲するのを抑制することができるので、インクの被着精度を高めることができ、ひいては、良好な画像を形成することができるのである。
The
本実施形態に係る可撓性配線部材13は、共通電極114aに発熱部113への供給電力が伝送されるように構成されているが、このような構成に限るものではなく、駆動IC12に発熱部113への供給電力が伝送されるように構成されていても良い。この場合、発熱部113に個別電極114bを介して電力が供給される。
The
本実施形態に係る可撓性配線部材13を構成する配線部132は、一部が長手方向D2,D3に延在していても良い。
A part of the
本実施形態に係る外部接続用部材15は、多層配線基板14に電気的に接続されているが、このような構成に限るものではなく、可撓性配線部材13に電気的に接続されていても良い。
The
X サーマルプリンタ(記録装置)
10 サーマルヘッド(記録ヘッド)
11 基体
111 基板
112 蓄熱層
113 発熱部
114 導電層
114a 共通電極(第1配線の一部)
114b 個別電極
115 接続層(第1配線の一部)
116 保護層
12 駆動IC(制御素子)
13 可撓性配線部材
131 本体部
132 配線部(第2配線)
14 多層配線基板
141 本体部
142 配線部(第3配線)
15 外部接続用部材
16 放熱体
17 導電性接続部材
18 粘着部材
20 搬送機構
21 プラテンローラ
22,23,24,25 搬送ローラ
30 駆動手段
X Thermal printer (recording device)
10 Thermal head (recording head)
11
114b
13
14
15
Claims (7)
前記第1配線に対して電気的に接続され且つ前記第1方向に交差する第2方向に延在する第2配線を有し、前記ヘッド基板と熱膨張係数の異なる可撓性配線部材と、
前記第2配線に対して電気的に接続され且つ少なくとも一部が前記第2方向に交差する第3方向に延在する第3配線を有し、前記ヘッド基板と熱膨張係数の異なる多層配線基板と、を備えることを特徴とする、記録ヘッド。 A plurality of heat generating units arranged in a first direction, a control element for controlling driving of the plurality of heat generating units, and a plurality of first wirings electrically connected to at least one of the plurality of heat generating units and the control element And a head substrate having
A flexible wiring member having a second wiring electrically connected to the first wiring and extending in a second direction intersecting the first direction, and having a thermal expansion coefficient different from that of the head substrate;
A multilayer wiring board having a third wiring electrically connected to the second wiring and extending in a third direction at least partially intersecting the second direction and having a thermal expansion coefficient different from that of the head substrate And a recording head.
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