JP3476927B2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はワードプロセッサやファ
クシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマル
ヘッドの改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如
く、アルミナセラミックス等から成る長方形状の電気絶
縁性基板１１上に、該基板１１の一方の長辺に沿って配
列される多数の発熱抵抗体１２と、前記発熱抵抗体１２
の両端に接続される一対の導電層１３と、該一対の導電
層１３の一方に接続される複数の駆動用ＩＣ１４と、該
駆動用ＩＣ１４に接続される複数のリード線群１５とを
取着し、該各リード線群１５に、印刷配線板１６の各配
線群１７を半田を介して接続した構造を有しており、前
記一対の導電層１３間に印字信号に基づいて所定の電力
を印加し、発熱抵抗体１２を選択的にジュール発熱させ
るとともに、該発熱した熱を感熱紙等に伝導させ、感熱
紙等に所定の印字画像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。 【０００３】尚、近年、サーマルヘッドの電気絶縁性基
板１１は、サーマルヘッド全体の小型化のために極めて
小さく形成されるようになっており、その短辺方向の長
さは５〜１２ｍｍ程度である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、電気絶縁性基板１１を
形成するアルミナセラミックスの熱膨張率（６×１０^-5
１／℃）と印刷配線板１６の基材を形成するポリイミド
樹脂の熱膨張率（４×１０^-4１／℃）とが大きく相違し
ていること、及び、電気絶縁性基板１１が極めて小さく
形成されるようになったこと等から、この両者を半田接
合した後、室温に冷却すると、電気絶縁性基板１１及び
印刷配線板１６に大きな応力が印加され、サーマルヘッ
ドが電気絶縁性基板１１側を突出させた形に湾曲してし
まう。この結果、全ての発熱抵抗体１２を感熱紙等に対
し均一に押圧することができず、感熱紙等に所望の印字
画像を形成することが不可となる欠点を有している。 【０００５】また従来のサーマルヘッドにおいては、印
刷配線板１６の各配線を電気絶縁性基板１１の各リード
線に半田を介して接続することにより印刷配線板１６を
電気絶縁性基板１１に固定していることから、この両者
を半田接合した後、室温に冷却すると、各半田に印加さ
れる応力は極めて大きく、半田が前記応力によって破壊
されてしまい、その結果、サーマルヘッドとしての機能
が喪失される危険性を有している。 【０００６】 【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、感熱紙等に対し全ての発熱抵抗体を均
一に押圧して所望の印字画像を形成することが可能な接
続信頼性の高いサーマルヘッドを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、電気絶縁性基板上に、多数の発熱抵抗体と、該各発
熱抵抗体を選択的に駆動する複数のＩＣと、これら各Ｉ
Ｃに接続される該ＩＣと同数のリード線群とを取着する
とともに、前記各リード線群に印刷配線板の各配線群を
それぞれ半田を介して接続して成るサーマルヘッドにお
いて、前記電気絶縁性基板上の隣接するリード線群間
に、リード線と略等しいピッチで配設させるダミーリー
ド線を設け、前記印刷配線板の配線群間にダミー配線を
設け、前記ダミーリード線とダミー配線とを各々半田を
介して接続したことを特徴とするものである。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて詳細に説明する。 【０００９】図１は本発明のサーマルヘッドの一実施例
を示す斜視図、図２は図１の要部拡大平面図であり、１
は電気絶縁性基板、２は発熱抵抗体、３は一対の導電
層、４は駆動用ＩＣ、５はリード線群、６はダミーリー
ド線、７は印刷配線板、８は配線群、９はダミー配線で
ある。 【００１０】前記電気絶縁性基板１はアルミナセラミッ
クス等から成り、長方形状（長辺方向の長さ：２７０ｍ
ｍ、短辺方向の長さ：５〜１２ｍｍ）を成している。 【００１１】前記電気絶縁性基板１は、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と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形
成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定
形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することに
よって製作される。 【００１２】また前記電気絶縁性基板１上面には、該基
板１の一方の長辺に沿って直線状に配列された多数の発
熱抵抗体２と、該各発熱抵抗体２の両端に接続される一
対の導電層３と、該導電層３の一方に半田を介して接続
される駆動用ＩＣ４と、該駆動用ＩＣ４に接続され基板
１の他の長辺まで導出される複数のリード線群５とがそ
れぞれ所定の領域に取着されている。 【００１３】前記多数の発熱抵抗体２は、例えば窒化タ
ンタル等から成っており、それ自体が所定の電気抵抗率
を有しているため、一対の導電層３を介して電力が印加
されるとジュール発熱を起こし、印字画像を形成するの
に必要な所定の温度、例えば２００℃乃至３５０℃の温
度に発熱する。 【００１４】また前記発熱抵抗体２の両端に接続される
一対の導電層３はアルミニウム等から成っており、該導
電層３は発熱抵抗体２にジュール発熱を起こさせるため
に必要な所定の電力を印加する作用を為す。 【００１５】前記発熱抵抗体３及び一対の導電層４は従
来周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィー技
術を採用することによって電気絶縁性基板１上に所定パ
ターン、所定厚み（発熱抵抗体３は０．０１μｍ乃至
０．５μｍの厚み、一対の導電層４は０．５μｍ乃至
２．０μｍの厚み）に被着される。 【００１６】また前記一対の導電層３の一方には駆動用
ＩＣ４が半田やボンディングワイヤを介して接続されて
おり、該駆動用ＩＣ４は、発熱抵抗体２を後述するリー
ド線群５を介して外部より入力される印字信号に基づい
て発熱抵抗体２を選択的にジュール発熱させる作用、具
体的には、一対の導電層３を介して発熱抵抗体２に印加
される電力のオン・オフを制御する作用を為す。 【００１７】前記駆動用ＩＣ４の導電層３への接続は、
導電層３の所定個所に半田バンプを有した駆動用ＩＣ４
を半田バンプが導電層３に当接するようにして載置さ
せ、しかる後、これを所定温度に加熱した炉の中に入れ
て半田バンプを加熱溶融させることによって行われる。 【００１８】また前記各駆動用ＩＣ４には、複数のリー
ド線からなるリード線群５がそれぞれ半田を介して接続
されており、該リード線群５は、各リード線群５毎に電
気絶縁性基板１の他の長辺まで導出されている。 【００１９】前記リード線はアルミニウム等から成って
おり、後述する印刷配線板７を介して入力される外部電
気回路からの印字信号や種々の制御信号等を駆動用ＩＣ
４に入力する作用を為す。 【００２０】また前記複数のリード線群５は、その各々
が電気絶縁性基板１の他の長辺で印刷配線板７の各配線
群９に半田を介して接続されている。 【００２１】前記印刷配線板７は、外部電気回路からの
印字信号や種々の制御信号等を駆動用ＩＣ４等に入力す
る作用を為す。 【００２２】前記印刷配線板７は、例えば、ポリイミド
樹脂からなるベースフィルム上に銅箔等からなる配線８
を被着させ、更にこれをポリイミド樹脂からなるカバー
フィルムで被覆した構造を有しており、その熱膨張率
は、約４×１０^-4１／℃である。 【００２３】前記印刷配線板７の電気絶縁性基板１への
接続は、まず各リード線が印刷配線板７の配線８に半田
を介して当接するようにして載置させ、しかる後、これ
を３００℃乃至４００℃の温度に加熱した炉の中に入
れ、半田を加熱溶融させることによって行われる。 【００２４】また更に前記電気絶縁性基板１上面の他の
長辺近傍で、かつ隣接するリード線群５の間には、複数
のダミーリード線６がリード線と略等しいピッチで配設
されており、該各ダミーリード線６は、印刷配線板７に
設けられる各ダミー配線９に半田を介して接続されてい
る。 【００２５】このため、印刷配線板７と電気絶縁性基板
１とを半田接合した後、これを室温に冷却した場合、各
半田は少しずつ変形して応力を吸収し、サーマルヘッド
の湾曲を有効に防止することができる。これによって全
ての発熱抵抗体２は感熱紙等に均一に押圧されるように
なり、感熱紙等に良好な印字画像を形成することが可能
となる。 【００２６】しかも、各半田に印加される応力は、印刷
配線板７と電気絶縁性基板１とを接続する半田の数に応
じて小さくなるため、前記応力による半田の破壊が有効
に防止され、湾曲のないサーマルヘッドを簡単に製作す
ることができる。 【００２７】尚、印字時、サーマルヘッドの発熱抵抗体
２は２００℃乃至３５０℃の温度に発熱するが、このと
き、電気絶縁性基板１と印刷配線板７との接続部の温度
は６０℃程度であるため、サーマルヘッドの湾曲は起こ
らず、感熱紙等に良好な印字画像を形成することができ
る。 【００２８】かくして、本発明のサーマルヘッドは、駆
動用ＩＣ４の駆動に伴って一対の導電層３間に印字信号
に基づいて所定の電力を印加し、発熱抵抗体２を選択的
にジュール発熱させると共に、該発熱した熱を感熱紙等
に伝導させ、感熱紙等に所定の印字画像を形成すること
によってサーマルヘッドとして機能する。 【００２９】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣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。 【００３０】 【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、印刷
配線板と電気絶縁性基板とを半田接合した後、これを室
温に冷却した場合、各半田は少しずつ変形して応力を吸
収し、サーマルヘッドの湾曲を有効に防止することがで
きる。これによって全ての発熱抵抗体は感熱紙等に均一
に押圧されるようになり、感熱紙等に良好な印字画像を
形成することが可能となる。 【００３１】しかも、各半田に印加される応力は、印刷
配線板と電気絶縁性基板とを接続する半田の数に応じて
小さくなるため、前記応力による半田の破壊が有効に防
止され、湾曲のないサーマルヘッドを簡単に製作するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す斜視
図である。 【図２】図１に示すサーマルヘッドの要部拡大平面図で
ある。 【図３】（ａ）は従来のサーマルヘッドの斜視図、
（ｂ）は（ａ）の要部拡大平面図である。 【符号の説明】 １・・・電気絶縁性基板 ２・・・発熱抵抗体 ３・・・一対の導電層 ４・・・駆動用ＩＣ ５・・・リード線群 ６・・・ダミーリード線 ７・・・印刷配線板 ８・・・配線群 ９・・・ダミー配線

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】電気絶縁性基板上に、多数の発熱抵抗体
   と、該各発熱抵抗体を選択的に駆動する複数のＩＣと、
   これら各ＩＣに接続される該ＩＣと同数のリード線群と
   を取着するとともに、前記各リード線群に印刷配線板の
   各配線群をそれぞれ半田を介して接続して成るサーマル
   ヘッドにおいて、 前記電気絶縁性基板上の隣接するリード線群間に、リー
   ド線と略等しいピッチで配設させるダミーリード線を設
   け、前記印刷配線板の配線群間にダミー配線を設け、前
   記ダミーリード線とダミー配線とを各々半田を介して接
   続したことを特徴とするサーマルヘッド。