JP3625915B2 - プリントヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、サーマルプリントヘッドやＬＥＤプリントヘッドなどのプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、サーマルプリントヘッドやＬＥＤプリントヘッドなどのプリントヘッドにおいては、多数の記録素子を選択的に駆動するために、複数の素子駆動用ＩＣが用いられる。
【０００３】
たとえばサーマルプリントヘッドの場合、共通電極の櫛歯状部分と個別電極との間の発熱抵抗体により構成される多数の記録素子に選択的に通電するため、素子駆動用ＩＣの多数の出力パッドと個別電極とをワイヤーボンディングにより接続し、素子駆動用ＩＣの複数のパワーグランドパッドおよび制御信号パッドと配線パターンのボンディング部とをワイヤーボンディングにより接続していた。
【０００４】
このような従来のプリントヘッドとして、ヘッド基板上に複数の素子駆動用ＩＣを搭載し、ヘッド基板の配線パターンに接続されたフレキシブルプリントケーブルなどを介して素子駆動用ＩＣに各種信号などを供給するタイプのものと、ヘッド基板とプリント基板とを相対向させて設け、これらヘッド基板とプリント基板とのうちのいずれかの基板上に複数の素子駆動用ＩＣを搭載し、素子駆動用ＩＣとプリント基板とをワイヤーボンディングにより接続して、素子駆動用ＩＣに各種信号などを供給するタイプのものとがあった。
【０００５】
しかしながら、このような従来のプリントヘッドでは、いずれのタイプのものであっても、ヘッド基板上あるいはプリント基板上に素子駆動用ＩＣを搭載するので、そのための面積を確保する必要があり、ヘッド基板あるいはプリント基板の面積を小さくする妨げとなっていた。したがって、ヘッド基板あるいはプリント基板の製造に際して、それらを母基板から得られる枚数が少なくなり、製造コストを十分に低減できないという課題があった。このことは、高価なヘッド基板に関して特に大きな問題であった。また、ヘッド基板上に素子駆動用ＩＣを搭載すると、それだけプリントヘッドの厚みが大きくなり、印刷時に、素子駆動用ＩＣを避けて用紙を移動させる必要があることから、用紙の取り回しが不自由であった。
【０００６】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ヘッド基板あるいはプリント基板の面積を十分に小さくでき、しかもプリントヘッド全体を薄型化できるプリントヘッドを提供することを、その課題とする。
【０００７】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明によれば、基板と、この基板上に配置された多数の記録素子と、多数の記録素子に通電するための配線パターンと、多数の記録素子を選択的に駆動する素子駆動用ＩＣと、を備えたプリントヘッドであって、素子駆動用ＩＣは、複数の端子パッドが形成された主面を上にした状態で、基板の端面に配置されており、複数の端子パッドと配線パターンとは、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする、プリントヘッドが提供される。
【０００９】
このプリントヘッドにおいては、素子駆動用ＩＣを基板の端面に配置したので、素子駆動用ＩＣを基板上に搭載するための面積が不要である。したがって、ヘッド基板あるいはプリント基板の面積を十分に小さくでき、このため、ヘッド基板あるいはプリント基板の製造に際して、それらを母基板から得られる枚数が多くなり、製造コストを良好に低減できる。このことは、高価なヘッド基板に関して特に大きな効果である。また、ヘッド基板上に素子駆動用ＩＣを搭載しないので、それだけプリントヘッドの厚みが小さくなり、印刷時に、素子駆動用ＩＣを避けて用紙を移動させる必要がなくなり、用紙の取り回しが楽になる。
【００１０】
しかも、素子駆動用ＩＣの上下方向すなわち基板の厚み方向の配置位置を調整可能であるので、ワイヤーボンディング用のワイヤーの長さを適切に設定できる。
【００１１】
素子駆動用ＩＣを端面に配置する基板は、プリント基板を用いないタイプのプリントヘッドでは、ヘッド基板である。また、プリント基板を用いるタイプのプリントヘッドでは、ヘッド基板であってもよいし、プリント基板であってもよい。
【００１２】
好ましい実施の形態によれば、素子駆動用ＩＣは、多数の記録素子が搭載されたヘッド基板の長辺方向に沿う１対の端面のうち、多数の記録素子から遠い側の端面に配置されている。
【００１３】
このプリントヘッドにおいては、素子駆動用ＩＣをヘッド基板の端面に配置したので、素子駆動用ＩＣをヘッド基板上に搭載するための面積が不要である。したがって、ヘッド基板の面積を十分に小さくでき、このため、高価なヘッド基板の製造に際して、それらを母基板から得られる枚数が多くなり、製造コストを良好に低減できる。また、ヘッド基板上に素子駆動用ＩＣを搭載しないので、それだけプリントヘッドの厚みが小さくなり、印刷時に、素子駆動用ＩＣを避けて用紙を移動させる必要がなくなり、用紙の取り回しが楽になる。しかも、素子駆動用ＩＣを、ヘッド基板の長辺方向に沿う１対の端面のうち、多数の記録素子から遠い側の端面に配置したので、ヘッド基板上に素子駆動用ＩＣを搭載した従来のプリントヘッドと比較して、パターン配線を大幅に変更する必要がなく、容易に素子駆動用ＩＣをヘッド基板の端面に配置できる。
【００１４】
しかも、素子駆動用ＩＣの上下方向すなわちヘッド基板の厚み方向の配置位置を調整可能であるので、ワイヤーボンディング用のワイヤーの長さを適切に設定できる。
【００１５】
好ましい実施の形態によれば、複数の端子パッドは、主面における基板寄りに形成されている。
【００１６】
好ましい実施の形態によれば、素子駆動用ＩＣが、基板の端面に直接ダイボンディングされている。別の好ましい実施の形態によれば、素子駆動用ＩＣが、それら素子駆動用ＩＣを覆う保護層を介して基板の端面に貼着されている。
【００１７】
この場合、プリントヘッドの製造に際して、基板の表面と平行な保持面を有する保持具を両面テープなどで基板の裏面などに取り付け、この保持具の保持面に素子駆動用ＩＣをボンディングし、素子駆動用ＩＣの複数のパッドと基板上の配線パターンの複数のボンディング部とをワイヤーボンディングし、これら素子駆動用ＩＣとワイヤーボンディング用のワイヤーとをエポキシ樹脂などの保護層で覆うことにより、素子駆動用ＩＣと基板の端面とを保護層により結合できる。このようにすれば、基板の端面に素子駆動用ＩＣを直接ダイボンディングするよりも、ボンディングを容易に行える。なお、保持具は、保護層が硬化した後に撤去してもよい。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本願発明に係るプリントヘッドの一例としてのサーマルプリントヘッドの模式平面図、図２は同要部拡大側面図であって、このサーマルプリントヘッドは、たとえばアルミナセラミックからなる平面視長方形のヘッド基板１を備えている。ヘッド基板１上には、ヘッド基板１の両長辺１ａ，１ｂのうち一方の長辺１ａに沿ってコモン用配線パターン２が形成されており、このコモン用配線パターン２の両端部は、ヘッド基板１の両短辺１ｃ，１ｄに沿って他方の長辺１ｂまで延びている。コモン用配線パターン２の近傍には、ヘッド基板１の一方の長辺１ａと平行に発熱抵抗体３が形成されている。ヘッド基板１の他方の長辺１ｂ側の端面には、複数の素子駆動用ＩＣ４がダイボンディングされている。これら素子駆動用ＩＣ４は、平面視長方形であり、それらの長辺がヘッド基板１の他方の長辺１ｂ側の端面に当接するように一直線状に配列されている。
【００２１】
発熱抵抗体３とコモン用配線パターン２とは所定間隙をあけて相対向しており、コモン用配線パターン２からは多数の櫛歯状部分が所定ピッチで突設され、これら櫛歯状部分は発熱抵抗体３に接触している。また、コモン用配線パターン２の隣接櫛歯状部分間には、それぞれ個別電極用配線パターン５の一端部が形成されており、これら多数の個別電極用配線パターン５の他端部は、ヘッド基板１の他方の長辺１ｂ付近に位置している。個別電極用配線パターン５の一端部は発熱抵抗体３に接触しており、個別電極用配線パターン５の他端部は素子駆動用ＩＣ４の出力パッドにワイヤーボンディングされている。すなわち、発熱抵抗体３の、コモン用配線パターン２の隣接櫛歯状部分により挟まれた部分が、１つの発熱素子を構成しており、素子駆動用ＩＣ４の内部で出力パッドが選択的にパワーグランドパッドに接続されることにより、コモン用配線パターン２の櫛歯状部分と発熱抵抗体３と個別電極用配線パターン５と素子駆動用ＩＣ４とを通って電流が流れ、発熱抵抗体３により構成される発熱素子に通電される。なお、隣接個別電極用配線パターン５間の間隔は、素子駆動用ＩＣ４側から発熱抵抗体３側にかけて、次第に拡がっている。ただし、個別電極用配線パターン５の両端部付近は、ヘッド基板１の短辺１ｂ，１ｃと平行に所定ピッチで配列されている。これらの構成は、素子駆動用ＩＣ４の配置を除いては周知であるので、図１には簡略化して図示している。
【００２２】
さらに、ヘッド基板１上には、他方の長辺１ｂの両端部付近に、所定数の接続端子からなる接続端子群７が形成されている。また、図２によく表れているように、素子駆動用ＩＣ４のパッドとヘッド基板１上の配線パターンのボンディング部とは、ワイヤーボンディングにより接続されており、それらワイヤーボンディング用のワイヤー８と素子駆動用ＩＣ４とは、エポキシ樹脂などの保護用樹脂６により覆われている。
【００２３】
図３は、素子駆動用ＩＣ４の平面図であって、この素子駆動用ＩＣ４は、平面視長方形であり、１対の長辺４ａ，４ｂと、１対の短辺４ｃ，４ｄとを有している。素子駆動用ＩＣ４上には、３個のパワーグランドパッド１１と、１個のロジック電源パッド１２と、１個のストローブ信号パッド１３と、１個のラッチ信号パッド１４と、１個のクロック信号パッド１５と、１個のデータインパッド１６と、１個のデータアウトパッド１７と、合計６４個の出力パッド１８とが形成されている。これらパッド１１〜１８は、素子駆動用ＩＣ４の長辺４ａ，４ｂのうち一方の長辺４ａの近傍に集中的に配置されている。素子駆動用ＩＣ４の一方の長辺４ａの一端部、すなわち短辺４ｃ側の端部近傍には、ロジック電源パッド１２、ストローブ信号パッド１３、ラッチ信号パッド１４、クロック信号パッド１５、およびデータインパッド１６が２列に配置されており、素子駆動用ＩＣ４の一方の長辺４ａの他端部、すなわち短辺４ｄ側の端部近傍には、データアウトパッド１７が配置されている。素子駆動用ＩＣ４の一方の長辺４ａの中間部近傍には、パワーグランドパッド１１と出力パッド１８とが配置されており、合計６４個の出力パッド１８は、１６個を１ブロックとして４ブロックに分割されて２列に配置されており、これら出力パッド１８の各ブロック間にパワーグランドパッド１１がそれぞれ配置されている。
【００２４】
図４は、ヘッド基板１の他方の長辺１ｂ付近のパターン配線の説明図であって、素子駆動用ＩＣ４の隣接部分付近と、パワーグランドパッド１１付近とにおける、ヘッド基板１上の配線パターンを拡大して示している。
【００２５】
パワーグランドパッド１１は、パワーグランド用配線パターン２１のボンディング部２１ａにワイヤーボンディングにより接続されており、ロジック電源パッド１２は、ロジック電源用配線パターン２２のボンディング部２２ａにワイヤーボンディングにより接続されている。ストローブ信号パッド１３は、ストローブ信号用配線パターン２３のボンディング部２３ａにワイヤーボンディングにより接続されており、ラッチ信号パッド１４は、ラッチ信号用配線パターン２４のボンディング部２４ａにワイヤーボンディングにより接続されている。クロック信号パッド１５は、クロック信号用配線パターン２５のボンディング部２５ａにワイヤーボンディングにより接続されており、データインパッド１６は、データ用配線パターン２６の一端側のボンディング部２６ａにワイヤーボンディングにより接続されている。データアウトパッド１７は、データ用配線パターン２６の他端側のボンディング部２６ｂにワイヤーボンディングにより接続されており、出力パッド１８は、個別電極用配線パターン５の他端部に形成されたボンディング部５ａにワイヤーボンディングにより接続されている。また、各配線パターン５，２１〜２６のボンディング部５ａ，２１ａ〜２６ａ，２６ｂは、素子駆動用ＩＣ４の長辺４ａと平行に２列に配置されており、各パッド１１〜１８との間のワイヤーボンディングによるワイヤーの長さはいずれも同じである。
【００２６】
すなわち、素子駆動用ＩＣ４のデータアウトパッド１７と、隣接する素子駆動用ＩＣ４のデータインパッド１６とは、データ用配線パターン２６およびワイヤーを介して接続されており、データ信号に関しては複数の素子駆動用ＩＣ４がカスケード接続されている。また、各配線パターン２１〜２５は、ヘッド基板１の他方の長辺１ｂ近傍に配置されており、ワイヤーボンディングのためのボンディング部を確保するために、素子駆動用ＩＣ４の隣接端部付近で一方の長辺１ａ側に所定距離引き出されている。
【００２７】
なお、各素子駆動用ＩＣ４の長辺４ａ，４ｂの長さは５．１ｍｍ程度、短辺４ｃ，４ｄの長さは０．５ｍｍ程度、厚みは０．３５ｍｍ程度であり、図４の場合、隣接素子駆動用ＩＣ４間の間隔は０．２ｍｍ程度である。また、各配線パターン２１〜２５は接続端子群７の所定の接続端子に接続されている。ただし、この実施形態では、複数の素子駆動用ＩＣ４のうちヘッド基板１上の左半部に配置された素子駆動用ＩＣ４には左側の接続端子群７から各種の制御信号などが供給され、ヘッド基板１上の右半部に配置された素子駆動用ＩＣ４には右側の接続端子群７から各種の制御信号などが供給されるので、各配線パターン２１〜２５も左右に分かれてそれぞれ独立に形成されている。また、接続端子群７には図外のフレキシブルプリントケーブルなどを介して外部から制御信号などが供給される。
【００２８】
このように、素子駆動用ＩＣ４を、ヘッド基板１の端面に配置したので、素子駆動用ＩＣ４をヘッド基板１上に搭載するための面積が不要である。したがって、ヘッド基板１の面積を十分に小さくでき、このため、高価なヘッド基板１の製造に際して、それらを母基板から得られる枚数が多くなり、製造コストを良好に低減できる。また、ヘッド基板１上に素子駆動用ＩＣ４を搭載しないので、それだけプリントヘッドの厚みが小さくなり、印刷時に、素子駆動用ＩＣ４を避けて用紙を移動させる必要がなくなり、用紙の取り回しが楽になる。しかも、素子駆動用ＩＣ４を、ヘッド基板１の長辺１ａ，１ｂ方向に沿う１対の端面のうち、発熱抵抗体３により構成される多数の記録素子から遠い側の端面、すなわち長辺１ｂ側の端面に配置したので、ヘッド基板１上に素子駆動用ＩＣ４を搭載した従来のプリントヘッドと比較して、パターン配線を大幅に変更する必要がなく、容易に素子駆動用ＩＣ４をヘッド基板１の端面に配置できる。
【００２９】
しかも、素子駆動用ＩＣ４の上下方向すなわちヘッド基板１の厚み方向の配置位置を調整可能であるので、ワイヤーボンディング用のワイヤー８の長さを適切に設定できる。すなわち、素子駆動用ＩＣ４の上下方向の位置を適切に決定することにより、ワイヤー８の長さをワイヤーボンディングに最適なように選択できる。
【００３０】
さらに、本実施形態のように、素子駆動用ＩＣ４の短辺４ｃ，４ｄを短くすれば、プリントヘッドの短辺方向の長さを短くでき、プリントヘッドを小型化できる。
【００３１】
なお、図５に示すように、素子駆動用ＩＣ４を、それら素子駆動用ＩＣ４およびワイヤーボンディング用のワイヤー８を覆う保護用樹脂６を介してヘッド基板１の端面に貼着してもよい。
【００３２】
この場合、プリントヘッドの製造に際して、ヘッド基板１の表面と平行な保持面３１ａを有する保持具３１を両面テープ３２などでヘッド基板１の裏面などに取り付け、この保持具３１の保持面３１ａに素子駆動用ＩＣ４をボンディングし、素子駆動用ＩＣ４の複数のパッドとヘッド基板１上の配線パターンの複数のボンディング部とをワイヤーボンディングし、これら素子駆動用ＩＣ４とワイヤーボンディング用のワイヤー８とをエポキシ樹脂などの保護用樹脂６で覆うように塗布し、この保護用樹脂６を硬化させることにより、素子駆動用ＩＣ４とヘッド基板１の端面とを保護用樹脂６により結合できる。このようにすれば、ヘッド基板１の端面に素子駆動用ＩＣ４を直接ダイボンディングするよりも、ボンディングを容易に行える。なお、保持具３１は、保護用樹脂６が硬化した後に撤去してもよい。
【００３３】
また、ヘッド基板１とプリント基板とを備えたタイプのプリントヘッドでは、ヘッド基板１の端面に素子駆動用ＩＣ４を取り付けてもよいし、プリント基板の端面に素子駆動用ＩＣ４を取り付けてもよい。たとえば、ヘッド基板１とプリント基板との対向端面のうち、ヘッド基板１側の端面に素子駆動用ＩＣ４を取り付けてもよいし、プリント基板側の端面に素子駆動用ＩＣ４を取り付けてもよい。そして、素子駆動用ＩＣ４を取り付けない端面に、素子駆動用ＩＣ４を突入させる切り欠き部を形成すれば、プリントヘッドの短辺方向の長さをさらに短くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るプリントヘッドの一例としてのサーマルプリントヘッドの模式平面図である。
【図２】図１に示すサーマルプリントヘッドの要部拡大側面図である。
【図３】図１に示すサーマルプリントヘッドに備えられた素子駆動用ＩＣの平面図である。
【図４】図１に示すサーマルプリントヘッドに備えられたヘッド基板上に形成されたパターン配線の説明図である。
【図５】別の実施形態におけるサーマルプリントヘッドの要部拡大側面図である。
【符号の説明】
１ ヘッド基板
１ａ，１ｂ 長辺
３ 発熱抵抗体
４ 素子駆動用ＩＣ
６ 保護用樹脂

Claims (5)

1. 基板と、
   この基板上に配置された多数の記録素子と、
   前記多数の記録素子に通電するための配線パターンと、
   前記多数の記録素子を選択的に駆動する素子駆動用ＩＣと、
   を備えたプリントヘッドであって、
   前記素子駆動用ＩＣは、複数の端子パッドが形成された主面を上にした状態で、前記基板の端面に配置されており、前記複数の端子パッドと前記配線パターンとは、ワイヤボンディングにより接続されていることを特徴とする、プリントヘッド。
2. 前記素子駆動用ＩＣは、前記多数の記録素子が搭載されたヘッド基板の長辺方向に沿う１対の端面のうち、前記多数の記録素子から遠い側の端面に配置されている、請求項１に記載のプリントヘッド。
3. 前記複数の端子パッドは、前記主面における前記基板寄りに形成されている、請求項１または２に記載のプリントヘッド。
4. 前記素子駆動用ＩＣは、前記端面に直接ダイボンディングされていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプリントヘッド。
5. 前記素子駆動用ＩＣは、それら素子駆動用ＩＣを覆う保護層を介して前記端面に貼着されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプリントヘッド。

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