JP4323022B2 - サーマルプリントヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【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の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
周知のように、サーマルプリントヘッドは、感熱紙や熱転写インクリボンなどの記憶媒体に対して選択的に熱を付与して、必要な画像情報を形成するものであり、熱を付与するヘッド部分に、たとえば、アルミナセラミックからなるプリントヘッド基板が用いられている。
【0003】
図11は、上記したプリントヘッド基板31が備えられたサーマルプリントヘッドの一例を示す斜視図である。プリントヘッド基板31には、発熱抵抗体32、および印字データに応じて発熱抵抗体32への通電を制御する駆動IC33が搭載されている。発熱抵抗体32への通電は、図示しない電極パターンを介して行われる。
【0004】
プリントヘッド基板31には、駆動IC33に対して電気信号を与えるための、たとえば、ガラスエポキシからなる配線基板34が複数のクリップピン35を介して接続されている。配線基板34には、複数の端子部36が形成され、この端子部36に複数のクリップピン35が接合される。また、配線基板34には、外部接続用コネクタ37が接続され、この外部接続用コネクタ37から上記電気信号が入力される。なお、図中、38は放熱板を示す。
【0005】
図12は、サーマルプリントヘッドの製造工程において、プリントヘッド基板31および配線基板34を互いに接続するときの態様を示す斜視図である。同図によれば、配線基板34は、第1チャック台41上に配され、プリントヘッド基板31は、第1チャック台41に沿って平行に配置され、かつそれに沿って摺動可能とされた第2チャック台42上に配される。
【0006】
プリントヘッド基板31と配線基板34との接続には、上記した棒状のクリップピン35が用いられるが、通常、配線基板34においては隣り合う端子部36が非常に接近しているため、両基板31,34を配する両チャック台41,42では、その長手方向に微妙な位置調整が必要とされる。
【0007】
両チャック台41,42の位置合わせの方法を説明すると、まず、配線基板34を第1チャック台41に対して位置決めする。次いで、予め複数のクリップピン35を端部に接合したプリントヘッド基板31を、第2チャック台42の表面に形成された複数の位置決めピン43に押し当てることによって第2チャック台42上に仮置きする。そして、各クリップピン35がそれらに対応する配線基板34の端子部36と対向して配置されるように、図12の白矢印Aに示すように、第2チャック台42を第1チャック台41に沿って摺動させて微調整することにより、位置合わせを行う。その後、各クリップピン35の端部を端子部36に半田付けし、これにより、プリントヘッド基板34と配線基板35とが接続される。
【0008】
上記の位置合わせの方法では、配線基板34を第1チャック台41に位置決めした後、プリントヘッド基板34を第2チャック台42に配置してクリップピン35を接続する。この場合、クリップピン35を配線基板34の端子部36に良好に接続するためには、クリップピン35および端子部36を精度よく位置合わせする必要があり、特に、配線基板34が第1チャック台41に対して正確に位置決めされることが必要である。そのため、配線基板34の第1チャック台41に対する位置決めの精度が重要となる。
【0009】
ここで、配線基板34の第1チャック台41に対する位置決めの方法としては、従来より、たとえば以下に示す方法が用いられてきた。すなわち、図13に示すように、第1チャック台41上に、たとえば断面略L字状のアングル46を固定し、アングル46の立ち上がり面46aを基準面にして配線基板34を位置決めする。通常、配線基板34の製作には、略矩形状の集合基板を用い、集合基板を縦横に切断することにより、最終的な形状の配線基板34を得るが、集合基板の切断には、たとえば、図14に示すように、所定の刃47を用いて集合基板48の上下方向からによる打ち抜き加工を行っていた。あるいは、図15に示すように、集合基板48の表面に対して略V字状の凹部49を集合基板48の片面あるいは両面に形成し、その凹部49に沿って手割りすることにより、集合基板48を切断していた。しかしながら、これらの切断方法は、切断面にばりが生じやすく、上記アングル46の立ち上がり面46aに配線基板34の切断面がぴったりと当接せず、位置決めの精度に問題があった。
【0010】
また、図16に示すように、配線基板34の配線パターン形成領域(同図の一点破線S内参照)に位置決め用の複数の貫通孔50を形成し、第1チャック台41の表面にその孔位置に対応した位置決めピン(図示せず)を立設させ、位置決めピンを貫通孔50に挿通させることにより、配線基板34を第1チャック台41に対して位置決めしていた。これによれば、配線基板34を精度よく確実に位置決めすることができるが、配線基板34の配線パターン形成領域内に上記貫通孔50を形成するので、配線パターンの形成領域内に配線パターンを形成することのできないスペース(いわゆるデッドスペース、図16の点線D内参照)が広がることになり好ましくない。なお、図16中、51は、外部接続用コネクタ37を接続するためのスルーホールを示す。
【0011】
さらには、配線基板34上の配線パターンおよび端子部36の位置を自動的に認識する認識装置を用い、その認識装置によりクリップピン35と端子部36との位置合わせを行うことも考えられるが、このような認識装置は、一般に高価であり、製作コストの増大につながる。
【0012】
【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、精度よくかつ容易に配線基板を位置決めすることのできるサーマルプリントヘッドの製造方法を提供することを、その課題とする。
【0013】
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。
【0014】
本願発明によれば、長手矩形状を有し、長手方向に延びる発熱体を備えるプリントヘッド基板と、長手矩形状を有し、外部接続用コネクタを備える配線基板とが平行に配され、両者の対向する側縁にそれぞれ設けられた複数の端子部間が複数のクリップピンを介して接続されたサーマルプリントヘッドの製造方法であって、上記配線基板の長手方向両端縁に、同配線基板の短手方向一側縁から等距離に位置する1つずつの溝部を形成する溝部形成工程と、溝部が形成された上記配線基板を第1の位置決め部材上に配置するとともに、予め上記複数のクリップピンの一端が接続された上記プリントヘッド基板を第2の位置決め部材上に配置し、上記第2の位置決め部材を上記第1の位置決め部材に対して相対移動させて上記配線基板と上記プリントヘッド基板の長手方向の相対位置を調整しつつ、上記複数のクリップピンの他端を上記配線基板の上記複数の端子部に接続する接続工程とを有し、上記接続工程では、上記配線基板を上記第1の位置決め部材上に配置する際、上記各溝部を上記第1の位置決め部材に形成された2つの位置決めピンに嵌合させることにより、上記配線基板を上記第1の位置決め部材に対して位置決めする一方、上記プリントヘッド基板を上記第2の位置決め部材上に配置する際、上記プリントヘッド基板の長手方向一端縁と、同プリントヘッド基板の短手方向一側縁における長手方向の2箇所とを上記第2の位置決め部材に形成された3つのストッパに当接させることにより、上記プリントヘッド基板を上記第2の位置決め部材に対して位置決めすることを特徴とする、サーマルプリントヘッドの製造方法が提供される。
【0015】
この方法によれば、プリントヘッド基板と配線基板とを接続する際、クリップピンによって両者を接続するので、両基板の正確な位置合わせが必要となるが、本願では、配線基板を第1の位置決め部材に配置する場合、第1の位置決め部材に形成された位置決めピンに、配線基板の長手方向両端縁に形成された溝部を嵌合させる。そのため、配線基板を第1の位置決め部材に対して確実にかつ容易に位置決めすることができ、プリントヘッド基板に予め接合されたクリップピンの他端部を、それに対応する配線基板の端子部に精度よく位置合わせすることができる。したがって、プリントヘッド基板と配線基板との接続を良好に行うことができ、ひいてはサーマルプリントヘッドの品質を向上させることができる。また、溝部は、配線基板の長手方向両端縁に沿って形成されるので、当該基板における配線パターンの形成領域を浸食することがない。特に、配線基板の周縁近傍は、一般に配線パターンの形成禁止領域であり、本願では、そのような領域に溝部を形成することになるので、配線パターンの形成領域以外のスペースを有効に利用することができる。
【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、添付図面を参照して具体的に説明する。
【0020】
図1は、本願発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法によって製造されたサーマルプリントヘッドを示す斜視図である。図2は、図1に示すサーマルプリントヘッドの側面図、図3は、図1に示すサーマルプリントヘッドの平面図である。
【0021】
このサーマルプリントヘッドは、たとえば感熱紙や熱転写インクリボンなどに対して選択的に熱を付与するためのプリントヘッド基板1と、外部から送られる電気信号をプリントヘッド基板1に与える配線基板2と、プリントヘッド基板1および配線基板2を接続するための接続体としての複数のクリップピン3と、プリントヘッド基板1からの熱を放射する放熱板4とを備えて構成されている。
【0022】
プリントヘッド基板1は、アルミナセラミックなどの絶縁材料からなり、略矩形状に形成され、その上面には長手方向に延びた発熱抵抗体6が形成され、発熱抵抗体6の区画された領域を選択的に発熱させる駆動IC7が搭載されている。駆動IC7は、ハードコート材Cが塗布され、コーティングされている。また、プリントヘッド基板1上には、発熱抵抗体6を発熱させるための所定の電極パターン(図示せず)が形成され、プリントヘッド基板1の端部には、クリップピン3が接合する端子部8が形成されている。
【0023】
配線基板2は、ガラスエポキシなどからなり、長手方向の長さが上記プリントヘッド基板1とほぼ同一の略矩形状に形成されている。配線基板2の短手方向一端部には、クリップピン3が接合される端子部9が形成され、また、他端部には、外部機器と接続するためのコネクタ10が設けられている。配線基板2の長手方向の両端部には、厚み方向に延びた溝部11がそれぞれ形成されている。この溝部11は、製造工程(後述)において、プリントヘッド基板1と接続する際の位置決めに用いられるものである。
【0024】
従来の構成では、配線基板2の配線パターンが形成される領域に貫通孔を形成する場合があったが、本実施形態では、溝部11は配線基板2の側縁に形成されているので、配線パターンの形成領域を浸食することはない。また、配線基板2の周縁近傍は、一般に配線パターンの形成禁止領域であり、そのような領域に溝部11を形成することになるので、配線パターンの形成領域以外のスペースを有効に利用することができる。
【0025】
クリップピン3は、たとえばリン青銅からなり、略棒状のリード部3aと、リード部3aの一端部に形成された断面略コ字状のクリップ部3bとによって構成されている。プリントヘッド基板1と配線基板2とが接続されるとき、クリップ部3bは、プリントヘッド基板1の端部を挟持し、その端部に形成された端子部8と接触される。その後、クリップ部3bおよび端子部8が一体的に樹脂モールドされることにより、強固に接合される。また、リード部3aの他端部は、配線基板2の端子部9に半田付けにより接合される。
【0026】
放熱板4は、上面の一部が切欠された略平板状に形成され、プリントヘッド基板1および配線基板2の各下面に接着剤または両面テープなどによって接合されている。
【0027】
上記の構成において、コネクタ7を介して外部から入力される電気信号は、配線基板2を通り、クリップピン3を介してプリントヘッド基板1に送られる。そして、その電気信号を受けた駆動IC7は、電気信号に含まれる印字データに応じて発熱抵抗体6への通電を制御する。これにより、発熱抵抗体6の領域が選択的に加熱され、感熱紙などの記憶媒体に必要な画像を形成する。
【0028】
次に、上記サーマルプリントヘッドの製造方法について、図4ないし図6を参照して説明する。まず、上記配線基板2の製造方法について説明する。配線基板2の製作には、図4に示すように、略矩形状に延びたシート状のガラスエポキシ樹脂からなる集合基板16を用いる。この集合基板16は、多数個の配線基板2を配列できる大きさを有し、各配線基板2のそれぞれに対応して一定の大きさの領域17が区画されている。
【0029】
次に、集合基板16の表面および裏面に対して、各領域17ごとに、公知のフォトリソグラフィー法により所定の配線パターン(図示せず)および端子部9を形成する。
【0030】
次いで、隣り合う各領域17の縦方向の境界上に、複数の貫通孔18を、たとえばドリル加工により形成する。この場合、集合基板16上には、所定の配線パターンや端子部9が形成されており、上記貫通孔18を形成する際には、上記配線パターンや端子部9の形成位置が光学的に認識され、それとの相対位置から貫通孔18の形成位置が高精度に導き出される。また、貫通孔18の軸心が各領域17の境界上に位置するように、貫通孔18が形成される。このようにすれば、溝部11は、貫通孔18をその軸心に沿って切断することにより形成されるので、略半円柱状に形成されることになり、配線基板2上の、配線パターンが形成される領域を浸食する可能性を低くすることができる。
【0031】
また、このとき、配線基板2に形成すべきスルーホール(たとえばコネクタ10用のスルーホール)を、同様にドリル加工により形成する。このように、最終的に溝部11となる貫通孔18を、他のスルーホールの形成工程と同じ工程で行うようにすれば、溝部11のための貫通孔18を形成する工程を特に設ける必要がなく、製造時間の増大を招くことがない。
【0032】
その後、集合基板16を縦横に切断する。まず、集合基板16の縦方向に沿って、具体的には各領域17の縦方向における境界線(図4のL1参照)に沿って集合基板16を切断し、縦長の中間品を得る。集合基板16の切断には、たとえば、所定の直径および厚みを有する図示しないブレードを用い、集合基板16および貫通孔18を切断する。この場合、貫通孔18は、その軸心方向に沿って切断され、配線基板2の側縁に溝部11が形成され、溝部11の内周面が外部に露出される。
【0033】
次に、集合基板16の横方向に沿って、具体的には各領域17の横方向における境界線(図4のL2参照)に沿って切断する。このように、集合基板16を切断して、単体の配線基板2が得られる。
【0034】
一方、プリントヘッド基板1の製作では、略矩形状に延びたシート状のアルミナセラミックからなる集合基板を用い、集合基板の表面および裏面に対して、最終的にプリントヘッド基板1となる各領域ごとに、公知のフォトリソグラフィー法により所定の電極パターンを形成する。そして、集合基板上の各領域ごとに、発熱抵抗体6を、スクリーン印刷法などによって印刷し、焼成することにより形成し、発熱抵抗体6および電極パターンの一部を保護するためのコート層を形成する。その後、集合基板を縦横に切断し、個片としてのプリントヘッド基板1を得る。そして、各プリントヘッド基板1に対して、駆動IC7などの電子部品を実装し、必要に応じてワイヤボンディングした後、エポキシ樹脂などの樹脂を用いて、駆動IC7およびワイヤを一体的に樹脂コートする。このようにして、プリントヘッド基板1が得られる。
【0035】
次に、各プリントヘッド基板1に対して、配線基板2と対向する端部に、クリップピン3を適宜数接合する。具体的には、クリップ部3bをプリントヘッド基板1の厚み方向に挟持させることにより、クリップ部3bをプリントヘッド基板1の端子部8と接触させる。その後、クリップ部3bは、プリントヘッド基板1の端子部8とともに樹脂などで封止する。
【0036】
次いで、図5および図6に示すように、上記の工程により製作された配線基板2およびプリントヘッド基板1同士を接続する。この接続には、同図に示すように、各基板1,2を位置決めするための位置決め部材としてのチャック台が用いられる。チャック台は、配線基板2を保持する第1チャック台21と、プリントヘッド基板1を保持する第2チャック台22とによって構成される。
【0037】
第1チャック台21は、所定の厚さを有する略平板状であり、その表面は、配線基板2を配するだけの十分なスペースを有している。第1チャック台21の表面上には、所定の間隔を隔てて2本の位置決めピン23が立設されている。この位置決めピン23は、配線基板2を保持するために形成されたものであり、位置決めピン23間の長さは、配線基板2の長手方向の長さと略一致している。
【0038】
第2チャック台22は、第1チャック台21と同様、所定の厚さを有する略平板状であり、その表面はプリントヘッド基板1を配するだけの十分なスペースを有している。第2チャック台22の表面上には、所定の間隔を有して3本のストッパ24がそれぞれ立設されている。このストッパ24は、プリントヘッド基板1を仮置きするために形成されたものである。
【0039】
両チャック台21,22に配線基板2およびプリントヘッド基板1をそれぞれ保持させるとき、配線基板2は、図6に示すように、その長手方向両端部の側縁に形成された溝部11を、第1チャック台21の表面に形成された位置決めピン23に嵌合させる。2つの位置決めピン23同士の幅は、配線基板2の幅と略同一に製作されているので、各溝部11の内周面が位置決めピン23に当接される。このように、配線基板2は、側縁に形成された溝部11、および第1チャック台21に形成された位置決めピン23によって第1チャック台21に、たとえば、配線基板2がプリントヘッド基板1に対して斜めになることなく、確実に位置決めされる。そのため、プリントヘッド基板1に接合されたクリップピン3を、それと対応する配線基板1の端子部9に精度よく位置合わせすることができる。したがって、プリントヘッド基板1と配線基板2との接続を良好に行うことができ、ひいてはサーマルプリントヘッドの品質を向上させることができる。
【0040】
次いで、プリントヘッド基板1を第2チャック台22に配置する。第2チャック台22には、予め3つのストッパ24が形成されているため、プリントヘッド基板1の側面をそれらに押し当てることにより、プリントヘッド基板1が第2チャック台22に仮置きされる。
【0041】
そして、クリップピン3とそれに対応する配線基板2の端子部9がほぼ対向するように、第2チャック台22を摺動させて微調整する(同図、白矢印A参照)。そして、両者が一致したときに第2チャック台22を停止させ、クリップピン3の他端を配線基板2の端子部9に半田付けする。
【0042】
プリントヘッド基板1と配線基板2とが接続されれば、両者を各チャック台21,22から取り外し、両基板1,2の下面に放熱板4を接着剤などで接合する。そして、配線基板2の下面端部にコネクタ10を接合する。これにより、図1に示すサーマルプリントヘッドを得ることができる。
【0043】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、配線基板2の溝部11の形状は、図7に示すように、略三角形状に形成されてもよい。これは、所定の金型を用い打ち抜き加工により形成することができる。そして、これに対応して第1チャック台21に形成される位置決めピン23の断面形状も図8に示すように、略三角形状に形成されてもよい。また、配線基板2の溝部11の形状は、図9に示すように、略矩形状に形成されてもよく、これに対応して第1チャック台21に形成される位置決めピン23の断面形状も、同様に、図10に示すように、略矩形状に形成されてもよい。このように、配線基板2の溝部11の形状は、配線基板2を第1チャック台21に精度よく位置決めできる形状であれば、上記した形状に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法によって製造されたサーマルプリントヘッドの斜視図である。
【図2】図1に示すサーマルプリントヘッドの側面図である。
【図3】図1に示すサーマルプリントヘッドの平面図である。
【図4】サーマルプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図5】サーマルプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図6】サーマルプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図7】配線基板の変形例を示す図である。
【図8】図7に示す配線基板の溝部と位置決めピンとを示す図である。
【図9】配線基板の他の変形例を示す図である。
【図10】図9に示す配線基板の溝部と位置決めピンとを示す図である。
【図11】従来のサーマルプリントヘッドの斜視図である。
【図12】図11に示すサーマルプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図13】従来の配線基板の位置決め方法を説明するための図である。
【図14】従来の配線基板の位置決め方法を説明するための図である。
【図15】従来の配線基板の位置決め方法を説明するための図である。
【図16】従来の配線基板の位置決め方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1 プリントヘッド基板
2 配線基板
3 クリップピン
6 発熱抵抗体
10 コネクタ
11 溝部
21 第1チャック台
23 位置決めピン
Claims (1)
- 長手矩形状を有し、長手方向に延びる発熱体を備えるプリントヘッド基板と、長手矩形状を有し、外部接続用コネクタを備える配線基板とが平行に配され、両者の対向する側縁にそれぞれ設けられた複数の端子部間が複数のクリップピンを介して接続されたサーマルプリントヘッドの製造方法であって、
上記配線基板の長手方向両端縁に、同配線基板の短手方向一側縁から等距離に位置する1つずつの溝部を形成する溝部形成工程と、
溝部が形成された上記配線基板を第1の位置決め部材上に配置するとともに、予め上記複数のクリップピンの一端が接続された上記プリントヘッド基板を第2の位置決め部材上に配置し、上記第2の位置決め部材を上記第1の位置決め部材に対して相対移動させて上記配線基板と上記プリントヘッド基板の長手方向の相対位置を調整しつつ、上記複数のクリップピンの他端を上記配線基板の上記複数の端子部に接続する接続工程とを有し、
上記接続工程では、上記配線基板を上記第1の位置決め部材上に配置する際、上記各溝部を上記第1の位置決め部材に形成された2つの位置決めピンに嵌合させることにより、上記配線基板を上記第1の位置決め部材に対して位置決めする一方、上記プリントヘッド基板を上記第2の位置決め部材上に配置する際、上記プリントヘッド基板の長手方向一端縁と、同プリントヘッド基板の短手方向一側縁における長手方向の2箇所とを上記第2の位置決め部材に形成された3つのストッパに当接させることにより、上記プリントヘッド基板を上記第2の位置決め部材に対して位置決めすることを特徴とする、サーマルプリントヘッドの製造方法。
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