JP2013091299A - サーマルヘッド、およびサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 誤動作の発生を低減することができ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Ｘ１は、基板７、基板７上に設けられた複数の発熱部９、および発熱部９に電気的に接続された電極配線を有するヘッド基体３と、ヘッド基体３の電極配線に電気的に接続された配線導体５ｂを有する配線基板５と、導電性を有しており、少なくとも一部の領域が配線基板５の配線導体５ｂと略平行である平行領域６ａを有し、配線基板５の上方に位置するカバー部材６と、配線基板５とカバー部材６との間に設けられた導体８とを備え、導体８が、カバー部材６の平行領域６ａに対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サーマルヘッド、およびサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリあるいは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では、基板、基板上に設けられた複数の発熱部、および発熱部に電気的に接続された電極配線を有するヘッド基体と、ヘッド基体の電極配線に電気的に接続された配線導体を有する配線基板と、導電性を有しており、少なくとも一部の領域が配線基板の配線導体と略平行である平行領域を有し、配線基板の上方に配置されたカバー部材とを備えている。

特開平９−２０７３６７号公報

特許文献１に記載のサーマルヘッドでは、配線基板の上方にカバー部材が設けられている。このカバー部材と配線基板とは、互いに対向する面同士が略平行である平行領域を有している。そのため、互いに対向する面同士に電位差があると見かけ上コンデンサとして機能するため、いわゆる平行平板共振が発生する。平行平板共振が発生すると、特定の周波数において高いレベルの放射ノイズが発生する。放射ノイズが発生することにより、サーマルヘッドの外部に設けられた外部機器が電磁干渉する可能性があった。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、基板上に設けられた複数の発熱部、および発熱部に電気的に接続された電極配線を有するヘッド基体と、ヘッド基体の電極配線に電気的に接続された配線導体を有する配線基板と、導電性を有しており、少なくとも一部の領域が配線基板の配線導体と平行である平行領域を有し、配線基板の上方に位置するカバー部材とを備えている。また、配線基板とカバー部材との間に導体が設けられている。また、平面を有する導体が、カバー部材の平行領域に対して傾斜して配置されている。

また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、外部機器が電磁干渉する可能性を低減することができる。

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Ｉ−Ｉ線断面図である。 （ａ）は図１のサーマルヘッドのＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（ｂ）は図１のサーマルヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ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。 図１に示すサーマルヘッドの導体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は配線基板との接続を示す説明図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態を示す概略図である。 本発明のサーマルヘッドの他の実施形態を示し、（ａ）はコネクタ部分の断面図、（ｂ）はＵＳＢコネクタ部分の断面図、（ｃ）は回路基板の概略平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を構成するカバー部材の斜視図である。 図８に示すカバー部材を備えたサーマルヘッドを示し、（ａ）は図８のＩＶ−ＩＶ線断面図、（ｂ）は図８のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を構成する配線基板の斜視図である。 図１０に示す配線基板の平面図である。 （ａ）は図１１のＶＩ−ＶＩ線断面図、（ｂ）は図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

＜第１の実施形態＞
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１〜５に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸ１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に接続された配線基板５と、配線基板５上に配置されたカバー部材６とを備えている。図４は、カバー部材６の図示を省略したサーマルヘッドＸ１を示す平面図である。なお、以下、配線基板５としてフレキシブル配線基板５（以下、ＦＰＣ５という）を用いた場合について説明する。

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、鉄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、両面テープあるいは接着剤等（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あるいは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保護層２５に良好に押し当てるように機能する。

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Ｘ１の熱応答特性を高めるように機能する。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との間に介在する。図１，４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の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１，４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１，２，４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１，４で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置されている。

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１〜４に示すように、電気抵抗層１５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、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、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１等のヘッド基体３上に形成される電極をヘッド基体３の電極配線と称することができる。

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４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、先端部が各発熱部９に接続された複数のリード部１７ｃとを有している。そして、この共通電極配線１７は、副配線部１７ｂの他端部がＦＰＣ５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２，４に示すように、各個別電極配線１９は、一端部が発熱部９に接続され、他端部が駆動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２〜４に示すように、各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、他端部が基板７の他方の長辺の近傍に配置されるように、帯状に延びている。そして、この複数の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圧を印加するための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、例えば０〜１Ｖのグランド電位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４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の他端部とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の一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、内部に複数のスイッチング素子（不図示）が設けられている。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の接続端子１１ａ（以下、第１接続端子１１ａという）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の接続端子１１ｂ（以下、第２接続端子１１ｂという）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リソグラフィー技術やエッチング技術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１〜４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保護層２５が形成されている。図示例では、この第１保護層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保護層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。

第１保護層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保護層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保護層２５は、複数の材料層を積層して形成してもよい。

また、図１〜４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保護層２７が設けられている。図示例では、この第２保護層２７は、蓄熱層１３の上面の第１保護層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保護層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保護層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保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。

第２保護層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保護層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１〜４に示すように、ＦＰＣ５を接続する共通電極配線１７の副配線部１７ｂおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部は、第２保護層２７から露出しており、後述するようにＦＰＣ５が接続されるようになっている。

また、第２保護層２７には、図２に示すように、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３，４に示すように、ヘッド基体３の複数の発熱部９の配列方向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および各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続されている。ＦＰＣ５は、ベース部材５ａと、ベース部材５ａ上に設けられた配線導体５ｂと、ベース部材５ａおよび配線導体５ｂを覆うように設けられた被覆部材５ｃとにより形成されている。そして、各配線導体５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置あるいは制御装置等に電気的に接続されている。

ベース部材５ａおよび被覆部材５ｃは、絶縁性を有しており、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂等により形成されている。配線導体５ｂは、前述したヘッド基体３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と同等の材料により形成することができる。なお、配線基板として、ＦＰＣ５を用いて説明しているが、配線基板は、ＦＰＣ５に限られるものではなく、例えばリジッド基板等を用いてもよい。

ＦＰＣ５は、各配線導体５ｂが、ベース部材５ａおよび被覆部材５ｃからヘッド基体３側の端部で露出し、導電性接合材料、例えば、半田材料、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（ＡＣＦ）等からなる接合材３２（図３参照）によって、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの端部および各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部に接続されている。なお、図４では、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの端部および各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部に接続された複数の配線導体５ｂを破線で示している。また、ＦＰＣ５の配線導体５ｂは、複数の発熱部９の配列方向に直交する方向（図示例では左右方向）に延びる配線領域５ｂｓを有している。

そして、ＦＰＣ５の各配線導体５ｂが、コネクタ３１を介して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、共通電極配線１７は、２０〜２４Ｖの正電位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る。個別電極配線１９は、駆動ＩＣ１１およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線を介して、０〜１Ｖのグランド電位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。そのため、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電圧が印加され、発熱部９が発熱する。

また、同様に、ＦＰＣ５の各配線導体５ｂが、コネクタ３１を介して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、ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ電源配線は、共通電極配線１７と同様、正電位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る。これにより、駆動ＩＣ１１が接続されたＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のＩＣ電源配線とグランド電極配線との電位差によって、駆動ＩＣ１１に駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流が供給される。

また、ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ制御配線は、駆動ＩＣ１１の制御を行う外部の制御装置に電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動ＩＣ１１に伝わる。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。

なお、図４に示すように、ＦＰＣ５の両端部にそれぞれＦＰＣコネクタ２０が設けられている。ＦＰＣコネクタ２０は、後述する導体（不図示）と接続するために設けられており、配線導体５ｂと電気的に接続されている。

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。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を補強するように機能している。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上に固定されることとなる。

カバー部材６は、ＦＰＣ５の上面から突出する突起物、例えば、図３に示すように、ＦＰＣ５の配線導体５ｂをコネクタ３１に接続するための接続端子３１ａ等を保護し、この突起物がヘッド基体３上を搬送される記録媒体に接触しないようにＦＰＣ５を覆うものである。図１，３に示すように、このカバー部材６は、ＦＰＣ５の上面の全体を覆うようにＦＰＣ５上に設けられている。また、このカバー部材６のＦＰＣ５に対向する面の一部は、図３に示すように、ヘッド基体３の複数の発熱部９の配列方向に直交する方向の断面において、ＦＰＣ５の配線導体５ｂの配線領域５ｂｓに対して略平行な平行領域６ａとなっている。なお、配線導体５ｂの配線領域５ｂｓに対して略平行とは、配線領域５ｂｓに対して±２°程度の誤差範囲を含める概念である。平行領域６ａが、配線領域５ｂｓに対して±２°以内であると、後述するように平行平板共振が生じる可能性があるため、平行領域６ａが配線領域６ｂｓに略平行とは、平行平板共振が生じる可能性があることを示す。

カバー部材６は、図１に示すように、平面視して中央部に穴部３５が設けられている。そしてＦＰＣ５、補強板３３および放熱体１の穴部３５に対応する領域に、図示しない穴部が設けられており、螺子１４あるいはピン等により接合されている。

また、図１に示すように、カバー部材６は後述する導体（不図示）のＵＳＢコネクタ１０に対応する位置に開口が設けられており、導体のＵＳＢコネクタ１０が外部に突出する構成となっている。なお、ＵＳＢコネクタ１０が雌端子である場合、ＵＳＢコネクタ１０には、ＵＳＢの雄端子（不図示）を介してＵＳＢケーブル１２が接続されている。そして、ＵＳＢケーブル１２の一端はＵＳＢコネクタ１０に接続され、他端はサーマルプリンタのＵＳＢポート（不図示）に接続されている。

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。サーマルヘッドＸ１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。このように、導電性を有する材料によりカバー部材６を形成し、導電性の螺子１４によりカバー部材６が接合されている。放熱体１をグランド電位に接続し、カバー部材６を放熱体１に接合することで、カバー部材６に生じた静電気を放熱体１に逃がすことができる。

図３，５を用いて導体８について説明する。

図５に示すように、導体８は、平面視して矩形状であり平面を有している。そして、一方側の側面の両端部に接続部１８が設けられており、他方側の側面にＵＳＢコネクタ１０が設けられている。導体８は、絶縁性の絶縁部８ａおよびＵＳＢコネクタ１０と、導電性の導体部８ｂとにより構成されており、導電性の導体部８ｂと接続部１８とが電気的に接続されている。そして、導体８は、ＦＰＣ５の全面にわたり設けられている。なお、導体８の一方側の側面の両端部に接続部１８を設けた例を示したが、一方側の側面の端部に１つ設けてもよく、中央部に１つ設けてもよい。

導体８は、導体８の接続部１８が、ＦＰＣ５のＦＰＣコネクタ２０に挿入固定されることにより、ＦＰＣ５に固定されており、図３（ｂ）に示すように、カバー部材６の平行領域６ａに対して傾斜して配置されている。なお、カバー部材６の図示しない開口に、ＵＳＢコネクタ１０を挿入することにより固定していてもよい。

導体８の絶縁性の絶縁部８ａは、ＦＰＣ５のベース部材５ａおよび被覆部材５ｃと同等の材料により形成することができる。また、導体８の導電性の内部６ｂは、ヘッド基体３の電極配線と同等の材料により形成することができる。

ここで、ＦＰＣの配線導体の配線領域と、カバー部材の平行領域とが略平行である場合に、互いに対向する面同士に電位差があると、見かけ上コンデンサとして機能するため、いわゆる平行平板共振が発生する。平行平板共振が発生すると、特定の周波数において高いレベルの放射ノイズが発生する。これにより、サーマルヘッドの外部に設けられた外部機器が電磁干渉する可能性があった。

これに対して、サーマルヘッドＸ１では、導体８が、ＦＰＣ５とカバー部材６との間に配置されていることから、配線領域５ｂｓと導体８とには電位差が生じる可能性がある。そして、導体８がカバー部材６の平行領域６ａに対して傾斜して配置されていることから、ＦＰＣ５の配線領域５ｂｓと導体８とが略平行して配置されない構成となる。それにより、見かけ上のコンデンサ容量である浮遊容量を低減することができ、ＦＰＣ５の配線領域５ｂｓと、カバー部材６の平行領域６ａとの間で発生する平行平板共振の共振周波数を高くすることができ、電磁干渉が発生する可能性を低減することができる。

なお、導体８がカバー部材６の平行領域６ａに対して傾斜するとは、導体８とカバー部材６の平行領域６ａが略平行にならない構成を示し、平行領域６ａに対して導体８が±２°以上、より好ましくは±５°以上傾斜してる状態を示している。

また、ＦＰＣ５がＦＰＣコネクタ２０を備えており、ＦＰＣコネクタ２０に導体８の接続部１８を接続することで、簡単に導体８をＦＰＣ５に接続することができる。

さらに、導体８が絶縁性の絶縁部８ａにより覆われていることから、導電性の導体部８ｂが、サーマルヘッドＸ１を構成する各部材に接触する可能性を低減することができ、導体８の導体部８ｂが短絡する可能性を低減することができ、サーマルヘッドＸ１の信頼性を向上させることができる。

なお、導体８として、絶縁性の絶縁部８ａに覆われた例を示したが、導電性の導体部８ｂのみにより導体８を形成してもよい。この場合は、導体８を金属板あるいは金属箔等により形成することができる。

また、導体８をグランド電位に接続した例を示したが、グランド電位に接続しなくとも
よい。例えば、ＦＰＣ５と同電位に接続することで、平行平板共振を抑えることができ、サーマルヘッドＸ１の外部に設けられた外部機器が電磁干渉する可能性を低減することができる。

さらに、導体８をＦＰＣ５の全面にわたり設けられた例を示したが、ＦＰＣ５の全面にわたって設けられていなくともよい。例えば、カバー部材６の平行領域６ａに対応する部位に導体８を設けることで、平行平板共振の発生を有効に抑えることができる。

なお、このような平行平板共振に起因した放射ノイズの発生は、サーマルヘッドの印画スピードの高速化に伴って高周波の電気信号がＦＰＣに流れる場合により顕著となるため、例えば、特に、周波数が５０ＭＨｚ以上の高周波の電気信号を含む電気信号がＦＰＣに流れる場合において、本発明による放射ノイズの低減効果はより顕著となる。

次に、第１の実施形態であるサーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺについて、図６を参照しつつ説明する。図６は、本実施形態のサーマルプリンタＺの概略構成図である。

図６に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺは、上述のサーマルヘッドＸ１、搬送機構４０、プラテンローラ５０、電源装置６０および制御装置７０を備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺの筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向言い換えると主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、感熱紙、受像紙、カード等の記録媒体Ｐを図６の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上（より詳細には、第１保護層２５上）に搬送するためのものであり、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を有している。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐが受像紙、あるいはカード等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送するようになっている。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧するためのものであり、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給するためのものである。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給するためのものである。

本実施形態のサーマルプリンタＺは、図６に示すように、搬送機構４０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に搬送しつつ、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることで、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。なお、記録媒体Ｐが受像紙、あるいはカード等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行うことができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２は、導体８が、回路基板８により形成されている点、および回路基板８とＦＰＣ５との間にシールド層１６が設けられている点で第１の実施形態に係るサーマルヘッドＸ１と異なり、その他の構成は同一のため、説明を省略する。なお、同一の部材については同一の符号を付することとし、以下同様とする。

図７に示すように、サーマルヘッドＸ２は、シールド層１６が回路基板８を覆うように設けられている。シールド層１６は、金属あるいは合金等の導電性の部材により形成された板部材により形成することができる。また、シールド層１６を薄い板部材を用いて作製することで、シールド層の加工を容易にすることができる。

回路基板８について説明する。詳細には図示していないが、回路基板８は、ヘッド基体３に設けられた駆動ＩＣ１１を制御する駆動配線２４と、駆動回路２２と、メモリと、ＵＳＢコネクタ１０と、電源と、発振器と、ドライバーＩＣとを備えている。そして、駆動ＩＣ１１を制御することにより、サーマルヘッドＸ２の作動を制御している。

駆動配線２４は、回路基板８上に設けられた各部材を電気的に接続する機能を有している。また、駆動回路２２は、駆動ＩＣ１１を制御するための機能を有しており、例えば、ＦＰＧＡあるいはマイクロコンピューターにより構成されている。

メモリは、ＵＳＢコネクタ１０から送られてくる各種情報あるいは、ヘッド基体３より送られてくる温度情報を後述するＡＤコンバーターにて変換されたデジタルデータを一時保管するための機能を有している。メモリにて蓄積された各種情報をもとに、回路基板８は駆動ＩＣ１１の制御を行っている。

電源は、ＵＳＢコネクタ１０から供給される電圧をマイクロコンピューター等の駆動回路２２に供給するために降圧する機能を有している。ＵＳＢコネクタ１０から供給される電圧を降圧せずにマイクロコンピューター等の駆動回路２２に供給できる場合は設けなくともよい。

発振器は、駆動回路２２に使用されるクロックを供給する機能を有している。駆動回路２２として用いられるマイクロコンピューター等に内蔵されている場合は、発振器を別途設けなくともよい。

ドライバーＩＣは、ヘッド基体３の駆動ＩＣまで信号を供給するために、電流量を増加させる機能を有している。マイクロコンピューター等の駆動回路２２の電流量が少ない場合においても、ドライバーＩＣによりヘッド基体３まで信号を供給することができる。

また、回路基板８は、ＡＤコンバーターを備えていてもよい。ＡＤコンバーターを備えることで、ヘッド基体３にて用いられる、サーミスタ抵抗値あるいは抵抗値測定用の電流値等のアナログ信号をデジタル信号に変換して、メモリに供給すること、およびＵＳＢコネクタに供給することができる。

上記部材は、回路基板８を構成する部材の例示であり、その他コンデンサ等を適宜回路基板８に設けてもよい。

第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２は、導体８が回路基板８により構成されていることから、サーマルヘッドＸ２の外部に設けられていた回路基板８をサーマルヘッドＸ２の内部に設けることができる。これにより、サーマルヘッドＸ２を小型化することがで
きる。

また、回路基板８は上述した部材が設けられており、回路基板８を構成する各種部材、特に、マイクロコンピューター等の駆動回路２２あるいは発振器等から電磁波が生じる場合があるが、サーマルヘッドＸ２は、回路基板８とＦＰＣ５との間に導電性のシールド層１６が設けられていることから、回路基板８により生じた電磁波が、ＦＰＣ５の配線導体５ｂに干渉することを抑えることができ、サーマルヘッドＸ２の電磁干渉を低減することができる。また、シールド１６が、回路基板８を覆うように設けられていることから、サーマルヘッドＸ２を構成する部材がアンテナとして機能することにより、電磁波を受信してサーマルヘッドＸ２が誤作動する可能性を低減することができる。

また、回路基板８とＦＰＣ５とがＦＰＣコネクタ２０により接合されており、回路基板８がＵＳＢコネクタ１０により外部と接続されていることから、例えば、ヘッド基体３が摩耗した際に、ヘッド基体３およびＦＰＣ５のみを交換することができ、高価な回路基板８を取り換える必要がなく、サーマルヘッドＸ２のランニングコストを低減することができる。

＜第３の実施形態＞
図８，９を用いて本発明の第３の実施形態に係るサーマルヘッドＸ３について説明する。

図８は、サーマルヘッドＸ３を構成するカバー部材６の斜視図である。カバー部材６は、平行領域６ａの下方に平行領域６ａに対して傾斜して延びる延在部６ｂが折り曲げられて形成されている。延在部６ｂは、発熱部９の配列方向に沿ってＦＰＣ５の一端から他端にわたり、ＦＰＣ５の全面にわたって設けられている。そして、延在部６ｂは、平行領域６ａから下方に向けて延びた後、平行領域６ａに対して斜めに傾斜した状態で延在している。そのため、カバー部材６は、一枚の板部材を折り曲げ加工することにより形成することができる。なお、サーマルヘッドＸ３においては、カバー部材６の延在部６ｂが導体として機能する。

図９に示すように、カバー部材６の接続部１８は、発熱部９の配列方向におけるＦＰＣ５の両端部に設けられた露出部（不図示）に接続されている。ＦＰＣ５の露出部は、第１，２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ１，Ｘ２のＦＰＣコネクタ２０に変わり設けられており、配線導体５ｂがベース部材５ａより露出している部位である。露出部にて露出した配線導体５ｂは、ヘッド基体３のグランド電極配線に接続されるものであり、露出部にて配線導体５ｂと接続されたカバー部材６はグランド電位となっている。

サーマルヘッドＸ３は、カバー部材６が、ＦＰＣ５との間に平行領域６ａに対して傾斜した延在部６ｂが折り曲げられて形成されていることから、ＦＰＣ５と平行領域６ａとの間で平行平板共振が生じる可能性を低減することができる。さらに、導体を別途設けることなく、カバー部材６の一部を用いて形成することができ、サーマルヘッドＸ３の構成を簡素化することができる。

なお、ＦＰＣ５に露出部を設けて、カバー部材６をグランド電位に接続する例を示したが、カバー部材６が螺子１４により、放熱体１に接続されているため、放熱体1がグラン
ド電位に接続されていれば、ＦＰＣ５に露出部を設けてカバー部材６に接続する必要はない。また、カバー部材６はグランド電位に接続されていなくともよい。

＜第４の実施形態＞
図１０〜１２を用いて、第４の実施形態に係るサーマルヘッドＸ４について説明する。

図１０はサーマルヘッドＸ４を構成するＦＰＣ５を示す斜視図である。ＦＰＣ５は、発熱部９の配列方向に沿った両端部に屈曲部５ｄが設けられている。図１１に示すように、ＦＰＣ５の内部に設けられた配線導体５ｂは、ヘッド基体３と電気的に接続される配線導体５ｂと、配線導体５ｂから電気的に絶縁された導電部５ｅを有している。

図１２（ｂ）に示すように、ＦＰＣ５は、屈強部５ｄが屈曲した状態でカバー部材６と接合されている。そのため、カバー部材６の平行領域６ａと、ＦＰＣ５の配線領域５ｂｓとの間に、屈曲部５ｄが屈曲した状態で配置されることとなる。図１１で示したように、屈曲部５ｄは、内部に配線導体５ｂから電気的に絶縁された導電部５ｅを備えている。そのため、この導電部５ｅが導体として機能することとなる。それにより、カバー部材６の平行領域６ａとＦＰＣ５の配線領域５ｂｓとの間で平行平板共振が生じる可能性を低減することができる。

また、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における中央部に屈曲部５ｄが形成されていないことにより、コネクタ３１から突出した突起部である接続端子３１ａが、ＦＰＣ５上に設けられている場合においても、カバー部材６とＦＰＣ５との間に屈曲部５ｄを配置することができる。

このように、ＦＰＣ５が導電部５ｅを備える屈曲部５ｄを有することにより、導体を別途設けることなく、カバー部材６の平行領域６ａとＦＰＣ５の配線領域５ｂｓとの間で平行平板共振が生じる可能性を低減することができる。

さらに、導体として機能する導電部５ｅが、配線導体５ｂから電気的に絶縁されていることから、配線導体５ｂを流れる電流または電気信号に与える影響を小さくすることができる。

なお、導電部５ｅとして、配線導体５ｂから電気的に絶縁された例を示したが、導電部５ｅが配線導体５ｂから電気的に絶縁されておらず、配線導体５ｂの一部により形成されていてもよい。

また、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２のように、導体として回路基板８（図７参照）を用いた場合に、駆動配線とは別に導電部５ｅを形成することで、さらにカバー部材６の平行領域６ａとＦＰＣ５の配線領域５ｂｓとの間で平行平板共振が生じる可能性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。例えば、サーマルヘッドＸ１〜Ｘ４を組み合わせて実施してもよい。さらに、サーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺの例を示したが、サーマルヘッドＸ２〜Ｘ４を用いてもよい。

上記実施形態のサーマルヘッドＸ１〜Ｘ４では、導体８が、ＦＰＣ５の上面全体を覆うようにＦＰＣ５上に設けられ、導体８がＦＰＣ５の上面の少なくとも一部の領域を覆うようにＦＰＣ５上に設けられており、カバー部材６の平行領域６ａとＦＰＣ５の配線領域５ｂｓとの間に配置されている限り、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸ１〜Ｘ４では、カバー部材６のＦＰＣ５に対向する面が、平坦な例を示したが、カバー部材６のＦＰＣ５に対向する面が、ＦＰＣ５の配線領域５ｂｓに対して非平行となるように、傾斜して設けられていてもよい。その場合においても、カバー部材６の平行領域６ａとＦＰＣ５の配線領域６ｂとの間の平行平板共振
が生じる可能性を低減することができる。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸ１〜Ｘ４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く、例えば、ＦＰＣ５のように可撓性を有するフレキシブル配線基板ではなく、ＰＣＢ等の硬質の配線基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。この場合、例えば、ヘッド基体３の共通電極配線１７およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１と配線基板の配線導体とをワイヤーボンディング等によって接続すればよい。また、この場合も、カバー部材６はＦＰＣ５の場合と同様、硬質の配線基板上に設ければよい。

Ｘ１〜Ｘ４ サーマルヘッド
Ｚ サーマルプリンタ
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ 配線基板
５ｂ 配線導体
５ｂｓ 配線領域
６ カバー部材
７ 基板
８ 導体
９ 発熱部
１１ ＩＣ
２０ シールド層

Claims (8)

1. 基板、該基板上に設けられた複数の発熱部、および該発熱部に電気的に接続された電極配線を有するヘッド基体と、
   該ヘッド基体の前記電極配線に電気的に接続された配線導体を有する配線基板と、
   導電性を有しており、少なくとも一部の領域が前記配線基板の前記配線導体と略平行である平行領域を有し、前記配線基板の上方に位置するカバー部材と、
   前記配線基板と前記カバー部材との間に設けられた導体と、を備え、
   前記導体が、前記カバー部材の前記平行領域に対して傾斜して配置されている、ことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記ヘッド基体は、前記発熱部を制御する駆動ＩＣをさらに有し、
   前記導体は、前記駆動ＩＣに電気的に接続された駆動配線を有し、前記駆動ＩＣを制御する駆動回路を備える回路基板である、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記回路基板は、該回路基板と前記配線基板との間にシールド層を有する、請求項２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記回路基板が、前記駆動配線から電気的に絶縁された導電部を有する、請求項２または３に記載のサーマルヘッド。
5. 前記導体が、前記配線基板の一部が折り曲げられて形成されている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
6. 前記配線基板が、前記配線導体から電気的に絶縁された導電部を有する、請求項５に記載のサーマルヘッド。
7. 前記導体が、前記カバー部材の一部が折り曲げられて形成されている、請求項１に記載されたサーマルヘッド。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。

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