JP2012116042A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部の温度を所定の温度に制御することが容易であるサーマルヘッドを提供する。
【解決手段】本発明のサーマルヘッドＸは、基板７、基板７上に配列された複数の発熱部９、および複数の発熱部９に電流を供給するための電極配線１７，１９，２１を有するヘッド基体３と、電気絶縁層５０を介して積層された第１導体層５１および第２導体層５２を有するプリント配線板５とを備え、第１導体層５１は、複数の発熱部９に電極配線１７，１９，２１を介して電流を供給するための第１層配線導体５１Ｈ，５１Ｌ，５１Ｍを有し、第１層配線導体５１Ｈ，５１Ｌ，５１Ｍが、電極配線１７，２１に形成された接続部１７ｂｓ，２１ｓに接続されており、第２導体層５２は、熱伝導性を有する第２層伝熱導体５２Ｈを有し、第２層伝熱導体５２Ｈが、電極配線１７の接続部１７ｂｓ上に形成されているとともに、基板７から離れる方向に向かって接続部１７ｂｓ上から延びている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、サーマルヘッドに関する。

従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、特許文献１に記載のサーマルヘッドは、基板（セラミック基板）と、基板上に配列された複数の発熱部（発熱素子）と、基板上に形成され、複数の発熱部に電流を供給するための電極配線（導電層）とを有するヘッド基体を備えている。さらに、このサーマルヘッドは、複数の発熱部に電極配線を介して電流を供給するための配線導体と、この配線導体をヘッド基体の電極配線に接続するための端子導体とを有するフレキシブル印刷配線板を備えている。

特開平９−４８１４８号公報

特許文献１に記載のサーマルヘッドでは、ヘッド基体の電極配線とフレキシブル印刷配線板の端子導体とが接続されており、この接続部分の電気抵抗が大きくなっている。そのため、この接続部分に大きな電流が流れると、この接続部分が発熱することにより、ヘッド基体全体の温度が上昇し、発熱部の温度も上昇する。そのため、発熱部の温度を所定の温度に制御することが難しいという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発熱部の温度を所定の温度に制御することが容易であるサーマルヘッドを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、該基板上に配列された複数の発熱部、および前記基板上に形成され、前記複数の発熱部に電流を供給するための電極配線を有するヘッド基体と、電気絶縁層を介して積層された第１導体層および第２導体層を有するプリント配線板とを備え、前記第１導体層は、前記複数の発熱部に前記電極配線を介して電流を供給するための第１層配線導体を有し、該第１層配線導体が、前記電極配線に形成された接続部に接続されており、前記第２導体層は、熱伝導性を有する第２層伝熱導体を有し、該第２層伝熱導体が、前記電極配線の前記接続部上に形成されているとともに、前記基板から離れる方向に向かって前記接続部上から延びていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドにおいて、前記電極配線は、前記複数の発熱部に共通して接続された共通電極配線を含んでおり、前記第２層伝熱導体が、前記共通電極配線に形成された前記接続部上に形成されているとともに、前記基板から離れる方向に向かって前記共通電極配線の前記接続部上から延びていてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドにおいて、前記第２層伝熱導体は、導電性を有するとともに、前記第1層配線導体に対向して配置されており、前記第１層
配線導体と前記第２層伝熱導体とが、前記電気絶縁層を貫通する複数の導電接続体によって接続されていてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドにおいて、前記電極配線の前記接続部が、前記基板上に複数設けられているとともに列状に配列され、前記第２層伝熱導体が、前記複数の接続部からなる列に沿って該複数の接続部上に帯状に延びており、該複数の接続部のうちの少なくとも１つの接続部上から、前記第２層伝熱導体がさらに、前記基板から離れる方向に向かって延びていてもよい。

本発明によれば、発熱部の温度を所定の温度に制御することが容易であるサーマルヘッドを提供することができる。

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドのII−II線断面図である。 図１のサーマルヘッドのIII−III線断面図である。 図１のサーマルヘッドのIV−IV線断面図である。 カバー部材の図示を省略して示す図１のサーマルヘッドの平面図である。 カバー部材の図示を省略して示す図１のサーマルヘッドの平面図である。 図６に示すフレキシブルプリント配線板の変形例を示す平面図である。

以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１〜図６に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸは、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）と、ＦＰＣ５上に配置されたカバー部材６とを備えている。なお、図５および図６は、カバー部材６の図示を省略したサーマルヘッドＸを示す平面図である。

放熱体１は、板状に形成されており、平面視で長方形状を有している。この放熱体１は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、後述するようにヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。また、放熱体１の上面には、両面テープや接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視で長方形状の基板７と、基板７上に設けられ、基板７の長手方向に沿って配列された複数（図示例では２４個）の発熱部９と、発熱部９の配列方向に沿って基板７上に並べて配置された複数（図示例では３個）の駆動ＩＣ１１とを備えている。

基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料や単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。

基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。この蓄熱層１３は、基板７の上面全体に形成された下地部１３ａと、複数の発熱部９の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の隆起部１３ｂとを有している。この隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された後述する第１保護膜２５に良好に押し当てるように作用する。

また、蓄熱層１３は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高めるように作用する。この蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知の
スクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを高温で焼成することで形成される。

図２に示すように、蓄熱層１３の上面には、電気抵抗層１５が設けられている。この電気抵抗層１５は、蓄熱層１３と、後述する共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間に介在し、図１、図５および図６に示すように、平面視において、これらの共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１と同形状の領域（以下、介在領域という）と、共通電極配線１７と個別電極配線１９との間から露出した複数（図示例では、２４箇所）の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１、図５および図６では、この電気抵抗層１５の介在領域は、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１で隠れている。

電気抵抗層１５の各露出領域は、上記の発熱部９を形成している。そして、この複数の露出領域（発熱部９）が、図１、図２、図５および図６に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されている。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１、図５および図６で簡略化して記載しているが、例えば、１８０ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。

電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、後述する共通電極配線１７と個別電極配線１９との間に電圧が印加され、発熱部９に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

図１〜図６に示すように、電気抵抗層１５の上面（より詳細には、上記の介在領域の上面）には、共通電極配線１７、複数の個別電極配線１９および複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１が設けられている。これらの共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、導電性を有する材料で形成されており、後述するように複数の発熱部９に電流を供給するためのものであり、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。なお、本実施形態では、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１が、本発明における電極配線に相当する。

共通電極配線１７は、複数の発熱部９とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図５および図６に示すように、この共通電極配線１７は、基板７の一方の長辺（図示例では左側の長辺）に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延び、一端部（図示例では左側の端部）が主配線部１７ａに接続された２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延び、先端部（図示例では右側の端部）が各発熱部９に接続された複数（図示例では２４個）のリード部１７ｃとを有している。共通電極配線１７は、このように複数のリード部１７ｃが各発熱部９に接続されていることにより、複数の発熱部に共通して接続されている。また、各副配線部１７ｂの他端部（図５では右側の端部）は、図４および図５に示すように後述する第２保護膜２７に被覆されておらず、この他端部が後述するＦＰＣ５の第１層高電位配線導体５１Ｈと接続される接続部１７ｂｓになっている。共通電極配線１７は、この副配線部１７ｂに形成された接続部１７ｂｓがＦＰＣ５の後述する第１層高電位配線導体５１Ｈに接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。

複数の個別電極配線１９は、各発熱部９と駆動ＩＣ１１とを接続するためのものである。図２および図５に示すように、各個別電極配線１９は、一端部（図示例では左側の端部）が発熱部９に接続され、他端部（図示例では右側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されるように、各発熱部９から駆動ＩＣ１１の配置領域に向かって個別に帯状に延び
ている。そして、各個別電極配線１９の他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間が電気的に接続されている。より詳細には、個別電極配線１９は、複数の発熱部９を複数（図示例では３つ）の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図２および図５に示すように、各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部（図示例では左側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、他端部（図示例では右側の端部）が基板７の他方の長辺（図示例では右側の長辺）の近傍に配置されるように、帯状に延びている。ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の他端部は、図３および図５に示すように、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの接続部１７ｂｓと同様、後述する第２保護膜２７に被覆されておらず、このＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の他端部が、後述するＦＰＣ５の第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍと接続される接続部２１ｓになっている。複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続されるとともに、他端部がＦＰＣ５の後述する第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍに接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。

より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、この複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流を供給するためのＩＣ電源配線と、駆動ＩＣ１１およびこの駆動ＩＣ１１に接続された個別電極配線１９をグランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持するためのグランド電極配線と、後述する駆動ＩＣ１１内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号を供給するためのＩＣ制御配線とで構成されている。

駆動ＩＣ１１は、図５に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極配線１９の他端部（図示例では右側の端部）とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の一端部（図示例では左側の端部）とに接続されている。この駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子（不図示）を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。

各駆動ＩＣ１１の内部に設けられた複数のスイッチング素子（不図示）は、各駆動ＩＣ１１に接続された各個別電極配線１９に対応するように設けられている。そして、図２に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子に接続された一方（図示例では左側）の接続端子１１ａが個別電極配線１９に接続されており、この各スイッチング素子に接続されている他方（図示例では右側）の接続端子１１ｂがＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のグランド電極配線に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極配線１９とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線とが電気的に接続される。

上記の電気抵抗層１５、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、同じ工程によって同時に形成することができる。

図１〜図６に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共
通電極配線１７の一部および個別電極配線１９の一部を被覆する第１保護膜２５が形成されている。図示例では、この第１保護膜２５は、蓄熱層１３の上面の左側の領域を覆うように設けられている。この第１保護膜２５は、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。この第１保護膜２５は、例えば、ＳｉＣ系、ＳｉＮ系、ＳｉＯ系およびＳｉＯＮ系等の材料で形成することができる。また、この第１保護膜２５は、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の従来周知の薄膜成形技術や、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。また、この第１保護膜２５は、複数の材料層を積層して形成してもよい。なお、図１、図５および図６では、説明の便宜上、第１保護膜２５および後述する第２保護膜２７の形成領域を二点鎖線で示し、これらの図示を省略している。

また、図１〜図６に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１を部分的に被覆する第２保護膜２７が設けられている。図示例では、この第２保護膜２７は、蓄熱層１３の上面の第１保護膜２５よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。第２保護膜２７は、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化や、大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、第２保護膜２７は、共通電極配線１７および個別電極配線１９の保護をより確実にするため、図２に示すように第１保護膜２５の端部に重なるようにして形成されている。第２保護膜２７は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成することができる。また、この第２保護膜２７は、例えば、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

なお、図３〜図５に示すように、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの接続部１７ｂｓおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓは、第２保護膜２７に被覆されておらず、この第２保護膜２７から露出しており、後述するようにＦＰＣ５の第１層高電位配線導体５１Ｈ、第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍが接続されるようになっている。

また、第２保護膜２７には、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部を露出させるための開口部２７ａ（図２参照）が形成されており、この開口部２７ａを介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１自体の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。

ＦＰＣ５は、図３〜図６に示すように、ヘッド基体３の基板７の縁に沿って延びており、上記のように共通電極配線１７の副配線部１７ｂの接続部１７ｂｓおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓに接続されている。このＦＰＣ５は、電気絶縁層５０を介して積層された第１導体層５１および第２導体層５２を有している。

電気絶縁層５０は、ヘッド基体３の基板７の長さ方向の略全域に亘って帯状に延びている。電気絶縁層５０は、電気絶縁性を有する樹脂からなり、第１導体層５１と第２導体層５２との間に介在することで、これらの間を電気的に絶縁している。この電気絶縁層５０は、例えば、可撓性を有するポリイミド樹脂からなるフィルム等によって形成することができる。

また、図３および図４に示すように、電気絶縁層５０の下面および上面には、第１導体
層５１および第２導体層５２を被覆する保護層５３が形成されている。この保護層５３は、例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等からなる電気絶縁性の樹脂で形成することができる。なお、図５では、説明の便宜上、保護層５３および第２導体層５２の図示を省略するとともに、電気絶縁層５０を通して第１導体層５１を透視している。また、図６では、保護層５３の図示を省略している。

第１導体層５１は、ヘッド基体３の複数の発熱部９に、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１を介して電流を供給するためのものである。

図３〜図５に示すように、第１導体層５１は、電気絶縁層５０の下面に形成されており、第１層高電位配線導体５１Ｈ、第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍを有している。なお、本実施形態では、この第１層高電位配線導体５１Ｈ、第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍが、本発明における第１層配線導体に相当する。

第１層高電位配線導体５１Ｈは、後述するコネクタ３１とヘッド基体３の共通電極配線１７の接続部１７ｂｓとを接続するためのものである。図５に示すように、この第１層高電位配線導体５１Ｈは、コネクタ３１から電気絶縁層５０の長さ方向の一方側および他方側にそれぞれ延びる２本の主配線部５１Ｈａと、各主配線部５１Ｈａから電気絶縁層５０の幅方向に延びる２本の副配線部５１Ｈｂとで形成されている。図４に示すように、この第１層高電位配線導体５１Ｈの副配線部５１Ｈｂの先端部は、上記の保護層５３から露出している。

そして、第１層高電位配線導体５１Ｈは、図４に示すように、各副配線部５１Ｈｂの先端部が、導電性接合材料３２を介して共通電極配線１７の接続部１７ｂｓに接合されている。これにより、第１層高電位配線導体５１Ｈによって、コネクタ３１と共通電極配線１７との間が電気的に接続されている。

第１層低電位配線導体５１Ｌは、後述するコネクタ３１とヘッド基体３のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１（具体的には、前述のグランド電極配線）の接続部２１ｓとを接続するためのものである。図５に示すように、この第１層低電位配線導体５１Ｌは、後述するコネクタ３１に接続され、電気絶縁層５０の長さ方向に延びる主配線部５１Ｌａと、この主配線部５１Ｌａから電気絶縁層５０の幅方向に延びる３本の副配線部５１Ｌｂとで形成されている。図３に示すように、この第１層低電位配線導体５１Ｌの副配線部５１Ｌｂの先端部は、上記の保護層５３から露出している。

そして、第１層低電位配線導体５１Ｌは、各副配線部５１Ｌｂの先端部が、図３に示すように導電性接合材料３２を介してＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓに接合されている。これにより、第１層低電位配線導体５１Ｌによって、コネクタ３１とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間が電気的に接続されている。

第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍは、後述する第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍと接続されることにより、後述するコネクタ３１と、前述した第１層低電位配線導体５１Ｌが接続されていないＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１（具体的には、前述のＩＣ電源配線およびＩＣ制御配線）の接続部２１ｓとを接続するためのものである。図５に示すように、この第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍは、一端部が図示しない導電性接合材料を介してＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓに接続され、電気絶縁層５０の幅方向に延びている。なお、図示していないが、この第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍの一端部は、上記の保護層５３から露出している。

そして、この第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍは、電気絶縁層５０を貫通する後述する導電接続体５４を介して、後述する第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍと接続されることにより、コネクタ３１とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間を電気的に接続している。

なお、上記の第１層高電位配線導体５１Ｈを共通電極配線１７の接続部１７ｂｓに接合する導電性接合材料、ならびに、第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１ＭをＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓに接合する導電性接合材料としては、例えば、はんだ材料、または電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料等が挙げられる。

図３、図４および図６に示すように、第２導体層５２は、電気絶縁層５０の上面に形成されており、第２層伝熱導体５２Ｈおよび第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍを有している。

第２層伝熱導体５２Ｈは、図３、図４および図６に示すように、第１層高電位配線導体５１Ｈに対向して配置されており、後述するコネクタ３１から電気絶縁層５０の長さ方向の一方側および他方側にそれぞれ延びる２本の主配線部５２Ｈａと、各主配線部５２Ｈａから電気絶縁層５０の幅方向に延びる２本の副配線部５２Ｈｂとで形成されている。この第２層伝熱導体５２Ｈの副配線部５２Ｈｂの先端部は、ヘッド基体３の共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上に形成されている。このように形成されていることにより、第２層伝熱導体５２Ｈは、ヘッド基体３の基板７から離れる方向に向かって、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上から延びている。

この第２層伝熱導体５２Ｈは、上記のように形成されていることに加え、熱伝導性を有している。これにより、後述するように共通電極配線１７の接続部１７ｂｓで発生した熱がこの接続部１７ｂｓ上に形成されている第２層伝熱導体５２Ｈに伝導し、基板７から離れる方向に向かって伝導し易くなっている。

さらに、この第２層伝熱導体５２Ｈは、導電性を有しており、図３〜図６に示すように電気絶縁層５０を貫通する複数の導電接続体５４によって、第１層高電位配線導体５１Ｈに接続されている。電気絶縁層５０を貫通する導電接続体５４は、例えば、銅等の金属材料によって形成されており、図５および図６では、その形成位置を“■”で示す。第２層伝熱導体５２Ｈと第１層高電位配線導体５１Ｈとを接続する導電接続体５４は、図５および図６に示すように、第１層高電位配線導体５１Ｈおよび第２層伝熱導体５２Ｈが延びる方向に沿って並ぶように配置されている。

このように第２層伝熱導体５２Ｈが導電性を有するとともに、複数の導電接続体５４によって第１層高電位配線導体５１Ｈに接続されることにより、第１層高電位配線導体５１Ｈを流れる電流が第２層伝熱導体５２Ｈを通ることもできるため、第１層高電位配線導体５１Ｈおよび第２層伝熱導体５２Ｈを流れる電流に対する電気抵抗が小さくなる。

第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍは、上記の第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍと接続されることにより、第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍと同様、後述するコネクタ３１と、前述した第１層低電位配線導体５１Ｌが接続されていないＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓとを接続するためのものである。図６に示すように、この第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍは、一端が後述するコネクタ３１に接続され、屈曲しながら帯状に延びている。そして、この第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍは、電気絶縁層５０を貫通する導電接続体５４を介して、第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍと接続されることにより、コネクタ３１とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間を電気的に接続している。なお、図６では、説明の便宜上、この複数の第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍのうちの数本（図示例では２本）を模式的に図示している。

上記の第１導体層５１を構成する第１層高電位配線導体５１Ｈ、第１層低電位配線導体５１Ｌおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍ、ならびに第２導体層５２を構成する第２層伝熱導体５２Ｈおよび第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍは、導電性を有する材料で構成されており、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成することができる。また、金属箔や導電性薄膜によって形成される配線導体は、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによって所定のパターンに形成することができる。

コネクタ３１は、上記の第１導体層５１および第２導体層５２を構成する種々の配線導体をそれぞれ、図示しない外部の電源装置および制御装置に接続するためのものである。このコネクタ３１は、図３〜図６に示すように、ＦＰＣ５の下面側に配置されており、このコネクタ３１に設けられた接続端子３１ａ（図３および図４参照）が後述する補強板３３を貫通して、上記の第１導体層５１および第２導体層５２を構成する種々の配線導体に接続されている。

このコネクタ３１が、図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、第１層高電位配線導体５１Ｈは、正電位（例えば２０Ｖ〜２４Ｖ）に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続され、第１層低電位配線導体５１Ｌは、グランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持された電源装置のマイナス側端子に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電流が供給され、発熱部９が発熱するようになっている。

また、同様に、このコネクタ７が、図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流、および駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号が、第２層ＩＣ制御配線導体５２Ｍおよび第１層ＩＣ制御配線導体５１Ｍを介して駆動ＩＣ１１へ供給されるようになっている。この電気信号によって、駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させることで、各発熱部９を選択的に発熱させることができる。

ＦＰＣ５と放熱体１との間には、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板３３が設けられている。この補強板３３は、ＦＰＣ５の下面に両面テープや接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強するように作用している。また、この補強板３３が放熱体１の上面に両面テープや接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５が放熱体１上に固定されている。

カバー部材６は、ＦＰＣ５とヘッド基体３との接続領域を保護したり、ＦＰＣ５の上面から突出する突起物（例えば、図３および図４に示すように、ＦＰＣ５の種々の配線導体に接続されるコネクタ３１の接続端子３１ａ）を保護するとともに、この突起物がＦＰＣ５上を搬送される記録媒体に接触しないようにしたりするためのものである。図１および図４に示すように、カバー部材６は、ＦＰＣ５の上面を略全体的に覆うようにＦＰＣ５上に設けられている。このカバー部材６は、カバー部材６をＦＰＣ５上に固定するための固定部６ａと、固定部６ａよりヘッド基体３側に位置する第１保護部６ｂと、固定部６ａに対して第１保護部６ｂとは反対側に位置する第２保護部６ｃとを有している。

第１保護部６ｂは、図１、図３および図４に示すように、平板形状であり、ＦＰＣ５が延びる方向（図５および図６参照）に沿って形成されているとともに、ヘッド基体３のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１上からＦＰＣ５上に亘って形成されている。これにより、ＦＰＣ５とヘッド基体３との接続領域が第１保護部６ｂによって保護されている。また、第１保
護部６ｂは、図３に示すように、ＦＰＣ５が延びる方向に直交する方向の断面において、固定部６ａに近づくにつれ、第１保護部６ｂの上面および下面の高さが高くなるように傾斜している。これにより、本実施形態では、この第１保護部６ｂの上面によって形成される傾斜面によって、サーマルヘッドＸ上を搬送される記録媒体を案内するためのガイド面を形成している。

固定部６ａは、平板形状であり、図１に示すように、ＦＰＣ５が延びる方向（図５および図６参照）に沿って形成されるとともに、図３および図４に示すように、第１保護部６ｂの固定部６ａ側の端部よりも下方に位置しており、上下方向に延びる第１結合部６ｄによって第１保護部６ｂと結合されている。

第２保護部６ｃは、平板形状であり、図１に示すように、ＦＰＣ５が延びる方向（図５および図６参照）に沿って形成されているとともに、図３および図４に示すように、固定部６ａよりも上方に位置しており、固定部６ａから上方へ向かって延びるとともに第２保護部６ｃに向かって傾斜する第２結合部６ｅによって、固定部６ａと結合されている。第２保護部６ｃは、固定部６ａから離れるにつれ、第２保護部６ｃの上面および下面の高さが高くなるように傾斜しつつ、ＦＰＣ５におけるコネクタ３１が設けられた側の端部の上まで延びている。これにより、ＦＰＣ５の上面から突出する突起物（例えば、コネクタ３１の接続端子３１ａ）が第２保護部６ｃによって保護されている。また、図３および図４に示すように、この第２保護部６ｃにおける第２結合部６ｅに結合されていない側の端部には、この端部から下方に向かって延びる第３結合部６ｆが結合されている。

カバー部材６は、固定部６ａがＦＰＣ５の上面に接触した状態で、この固定部６ａ、ＦＰＣ５および補強板３３を貫通する固定ネジ３５を、放熱体１に形成されたネジ穴（不図示）に締めることにより、ＦＰＣ５上に固定されている。また、この固定ネジ３５は、カバー部材６に生じた静電気を放熱体１へ逃がすように作用する。また、例えば、サーマルヘッドＸを用いてサーマルプリンタを構成した場合には、放熱体１をサーマルプリンタの筺体等に電気的に接続して放熱体１を接地するように構成することで、このカバー部材６に生じた静電気を放電することができる。

また、このカバー部材６は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料で形成することができる。本実施形態では、ステンレス鋼等からなる金属板を曲げ加工することによって、カバー部材６を形成している。

また、サーマルヘッドＸを適用してサーマルプリンタを構成する場合は、印画する記録媒体の搬送方向に対して、複数の発熱部９の配列方向が直交するようにサーマルヘッドＸを配置する。そして、プラテンローラ等によって記録媒体をサーマルヘッドＸの発熱部９上（より詳細には、発熱部９上の第１保護膜２５上）に押圧しつつ、記録媒体を搬送しながら発熱部９を選択的に発熱させる。こうすることにより、記録媒体上に所定の印画が行われる。なお、この記録媒体の搬送方向に直交する方向が主走査方向となる。

本実施形態のサーマルヘッドＸでは、ＦＰＣ５の第１層高電位配線導体５１Ｈが、ヘッド基体３の共通電極配線１７の接続部１７ｂｓに接続されているため、この接続部１７ｂｓでの電気抵抗が大きくなっている。そのため、この共通電極配線１７の接続部１７ｂｓに大きな電流が流れると、この接続部１７ｂｓが発熱する。本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、熱伝導性を有する第２層伝熱導体５２Ｈが、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上に形成されているとともに、ヘッド基体３の基板７から離れる方向に向かってこの接続部１７ｂｓ上から延びている。これにより、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓで発生した熱を、この接続部１７ｂｓ上に形成された第２層伝熱導体５２Ｈによって放熱することができる。そのため、この共通電極配線１７の接続部１７ｂｓで発生した熱によって
ヘッド基体３全体の温度が上昇することを抑制し、発熱部９の温度が上昇することも抑制することができる。よって、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、発熱部９の温度を所定の温度に制御することを容易にすることができる。

特に、本実施形態のサーマルヘッドＸでは、共通電極配線１７が複数の発熱部９に共通して接続されており、大きな電流を流すことが比較的多いため、この共通電極配線１７の接続部１７ｂｓに比較的高い熱が発生し易い。そのため、上記のように第２層伝熱導体５２Ｈを形成することによって、ヘッド基体３全体の温度上昇に伴う発熱部９の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、第２層伝熱導体５２Ｈが導電性を有するとともに、第１層高電位配線導体５１Ｈに対向して配置されており、第１層高電位配線導体５１Ｈと第２層伝熱導体５２Ｈとが、複数の導電接続体５４によって接続されている。これにより、第１層高電位配線導体５１Ｈを流れる電流は、第２層伝熱導体５２Ｈにも流れることができるため、第１層高電位配線導体５１Ｈおよび第２層伝熱導体５２Ｈを流れる電流に対する電気抵抗を小さくすることができる。そのため、第１層高電位配線導体５１Ｈにおける電圧降下を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態のサーマルヘッドでは、図５に示すように、第２層伝熱導体５２Ｈが導電性を有しており、この第２層伝熱導体５２Ｈが導電接続体５４を介して第１層高電位配線導体５１Ｈと接続されているが、第２層伝熱導体５２Ｈが熱伝導性を有している限り、これに限定されるものではない。例えば、第２層伝熱導体５２Ｈと第１層高電位配線導体５１Ｈとを接続する導電接続体５４を設けず、これらを接続しないようにしてもよい。また、この場合、第２層伝熱導体５２Ｈは、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上に形成されているとともに、ヘッド基体３の基板７から離れる方向に向かって、この接続部１７ｂｓから延びている限り、図４および図５に示すように第１層高電位配線導体５１Ｈに対応する位置に形成されていなくてもよく、任意の形状に形成されていてもよい。また、この場合、第２層伝熱導体５２Ｈは、導電性を有していなくてもよい。

また、第２層伝熱導体５２Ｈは、例えば、図７に示すように、ヘッド基体３の基板７上に列状に設けられている共通電極配線１７の接続部１７ｂｓおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓからなる列に沿って、これらの接続部１７ｂｓおよび接続部２１ｓ上に帯状に延びるとともに、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上からさらに、基板７から離れる方向に向かって延びていてもよい。こうすることで、ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓで熱が発生することがあっても、第２層伝熱導体５２Ｈによってこの接続部２１ｓから熱を逃がすことができる。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、共通電極配線１７の接続部１７ｂｓ上から、第２層伝熱導体５２Ｈが、ヘッド基体３の基板７から離れる方向に向かって延びているが、これに限定されるものではない。この第２層伝熱導体５２Ｈは、基板７上に形成された共通電極配線１７の接続部１７ｂｓおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓのうちの少なくとも１つの接続部上から、基板７から離れる方向に向かって延びていればよい。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、カバー部材６を金属板の曲げ加工によって形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム等の金属材料を押出成形することにより形成してもよい。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、ＦＰＣ５を介してヘッド基体３の基板７上に設けられた共通電極配線１７およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１を外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＦＰＣ５のように可撓性を有するフレキシブルプリント配線板ではなく、硬質のプリント配線板を介してヘッド基体３の各種配線を外部の電源装置等に電気的に接続してもよい。

Ｘ サーマルヘッド
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ フレキシブルプリント配線板（プリント配線板）
５０ 電気絶縁層
５１ 第１導体層
５１Ｈ 第１層高電位配線導体
５１Ｌ 第１層低電位配線導体
５１Ｍ 第１層ＩＣ制御配線導体
５２ 第２導体層
５２Ｈ 第２層伝熱導体
５２Ｍ 第２層ＩＣ制御配線導体
６ カバー部材
７ 基板
９ 発熱部
１１ 駆動ＩＣ
１７ 共通電極配線
１７ｂｓ 共通電極配線の接続部
１９ 個別電極配線
２１ ＩＣ−ＦＰＣ接続配線
２１ｓ ＩＣ−ＦＰＣ接続配線の接続部

Claims (4)

1. 基板、該基板上に配列された複数の発熱部、および前記基板上に形成され、前記複数の発熱部に電流を供給するための電極配線を有するヘッド基体と、
   電気絶縁層を介して積層された第１導体層および第２導体層を有するプリント配線板とを備え、
   前記第１導体層は、前記複数の発熱部に前記電極配線を介して電流を供給するための第１層配線導体を有し、該第１層配線導体が、前記電極配線に形成された接続部に接続されており、
   前記第２導体層は、熱伝導性を有する第２層伝熱導体を有し、該第２層伝熱導体が、前記電極配線の前記接続部上に形成されているとともに、前記基板から離れる方向に向かって前記接続部上から延びていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記電極配線は、前記複数の発熱部に共通して接続された共通電極配線を含んでおり、
   前記第２層伝熱導体が、前記共通電極配線に形成された前記接続部上に形成されているとともに、前記基板から離れる方向に向かって前記共通電極配線の前記接続部上から延び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. 前記第２層伝熱導体は、導電性を有するとともに、前記第1層配線導体に対向して配置
   されており、
   前記第１層配線導体と前記第２層伝熱導体とが、前記電気絶縁層を貫通する複数の導電接続体によって接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記電極配線の前記接続部が、前記基板上に複数設けられているとともに列状に配列され、
   前記第２層伝熱導体が、前記複数の接続部からなる列に沿って該複数の接続部上に帯状に延びており、該複数の接続部のうちの少なくとも１つの接続部上から、前記第２層伝熱導体がさらに、前記基板から離れる方向に向かって延びていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサーマルヘッド。

Images