JP4384312B2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーマルヘッドは、例えば図４に示す如く、上面に直線状に配列された多数の発熱素子12及びドライバーＩＣ14等を有したヘッド基板11と、複数個の信号配線及び電源配線を有したフレキシブル配線基板15と、上面にヘッド基板11及びフレキシブル配線基板15が載置・固定される支持板18と、で構成されており、前記ヘッド基板11の発熱素子12上に感熱紙等の記録媒体を搬送しながら、発熱素子12をドライバーＩＣ14の駆動に伴って個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画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、前記フレキシブル配線基板15の信号配線は、ヘッド基板11上の回路導体を介してドライバーＩＣ14の入力端子に接続され、プリンタ本体からの印画信号やクロック信号等をヘッド基板11上のドライバーＩＣ14に供給するようになっている。
【０００４】
一方、前記フレキシブル配線基板15の電源配線は、ヘッド基板11上の回路導体を介して発熱素子12やドライバーＩＣ14のグランド端子に接続され、ドライバーＩＣ14内に設けられているスイッチングトランジスタがオン状態になると、外部電源からの電力をヘッド基板11上の発熱素子12に印加・供給するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサーマルヘッドにおいては、信号をより高速でドライバーＩＣ14へ供給するために印画信号やクロック信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げると、フレキシブル配線基板15から強い電磁波が発生するようになる。このような強い電磁波がノイズとなってドライバーＩＣ14やプリンタ本体に組み込まれる他のデバイスの駆動系に侵入すると、サーマルヘッドや他のデバイスが誤動作を起こし、印画信号に対応した正確な印画を形成することが不可となる欠点を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、上面に多数の発熱素子及び該発熱素子と回路導体を介して接続される複数のドライバーＩＣを有するヘッド基板と、前記ドライバーＩＣに信号を供給する複数個の信号配線及び前記発熱素子に前記ドライバーＩＣを介して共通接続されるグランド配線を有する外部配線基板とを並設し、前記ヘッド基板及び前記外部配線基板を金属製の支持板上に載置して成るサーマルヘッドにおいて、前記外部配線基板の全ての前記信号配線を前記グランド配線と前記支持板との間に配置させるとともに、前記グランド配線及び前記支持板の双方を基準電位に保持するようになしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一形態に係るサーマルヘッドを平面図、図２は図１のサーマルヘッドの断面図、図３は図２の要部拡大図であり、1 はヘッド基板、2 は発熱素子、4 はドライバーＩＣ、5 は外部配線基板としてのフレキシブル配線基板、6 は信号配線、7bはグランド配線として使用される電源配線、8 は支持板である。
【０００８】
本形態のサーマルヘッドは、大略的に、ヘッド基板1 と、フレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣと略記する）5 と、支持板8 とで構成されている。
【０００９】
前記ヘッド基板1 は、長方形状をなすセラミック基板の上面に、多数の発熱素子2 及び多数の回路導体3 を被着させた上、複数個のドライバーＩＣ4 を搭載した構造を有している。
【００１０】
前記多数の発熱素子2 は、ヘッド基板1 の長手方向に沿って例えば３００ｄｐｉのドット密度で直線状に配列されており、その各々がＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料から成っているため、回路導体3 やＦＰＣ5 の電源配線7a,7b 等を介して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、感熱紙等の記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度となる。
【００１１】
また前記回路導体3 は、外部からの電力を発熱素子2 に供給したり、プリンタ本体からの印画信号やクロック信号等の信号をドライバーＩＣ4 に供給したりするためのものであり、アルミニウムや銅等の金属によって所定形状にパターニングされる。
【００１２】
尚、前記発熱素子2 及び回路導体3 は、従来周知の薄膜手法、具体的にはスパッタリング、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術等を採用することによって前記セラミック基板の上面に所定パターンに被着・形成される。
【００１３】
また前記ドライバーＩＣ4 は、発熱素子2 を外部からの印画信号に基づいて個々に選択的にジュール発熱させるためのものであり、その下面には印画信号をクロック信号に同期してシリアル転送するシフトレジスタや印画信号を一時的に格納するラッチ，発熱素子2 への通電を制御するスイッチングトランジスタ等の電子回路と、出力端子や入力端子，グランド端子等の端子とが設けられている。
【００１４】
前記ドライバーＩＣ4 は、従来周知のフェースダウンボンディング、具体的には前記端子を対応する回路導体3 に半田等の導電性接着剤を介して接続させることによりヘッド基板1 上に搭載され、これによってドライバーＩＣ4 の端子は、出力端子が回路導体3 を介して対応する発熱素子2 の一端側に、また入力端子が回路導体3 を介してＦＰＣ5 の信号配線6 に、そしてグランド端子が回路導体3 を介してＦＰＣ5 の電源配線（グランド配線）7bに接続されることとなる。
【００１５】
また上述したヘッド基板1 にはＦＰＣ5 が並設されている。
前記ＦＰＣ5 は、複数個の信号配線6 と一対の電源配線7a,7b とを間に絶縁フルム5bを介して順次積層し、これをポリイミド樹脂から成るベースフィルム5aとカバーフィルム5cとで挟持した構造を有しており、基準電位GND に保持される電源配線（グランド配線）7bの直下に全ての信号配線6 を配置した形となっている。
【００１６】
このＦＰＣ5 は、ヘッド基板1 をプリンタ本体に接続するための接続部材として機能するものであり、かかるＦＰＣ5 のヘッド基板側端部をヘッド基板1 の一端に重畳させ、この重畳部で信号配線6 及び電源配線7a,7b をヘッド基板1 上の回路導体3 に半田接合させることによって信号配線6 及び電源配線7a,7b が対応する回路導体3 に電気的に接続される。
【００１７】
前記ＦＰＣ5 の信号配線6 は回路導体3 を介してドライバーＩＣ4 の入力端子に接続され、印画信号やクロック信号等の信号をドライバーＩＣ4 に供給する作用を為す。
【００１８】
また前記電源配線7a,7b は、一方の電源配線7aが回路導体3 を介して発熱素子2 の他端側に共通接続され、他方の電源配線7bが回路導体3 を介してドライバーＩＣ4 のグランド端子に接続される。ここで前記グランド端子は、発熱素子2 への通電を制御する多数のスイッチングトランジスタのソース側に共通接続されているため、電源配線7bはドライバーＩＣ4 を介して多数の発熱素子の一端側に共通接続されることとなる。
【００１９】
これら信号配線6 及び電源配線7a,7b は、プリンタに組み込まれた際、コネクタ9 を介してプリンタ本体の電気回路に電気的に接続されるようになっており、このとき、電源配線7aは例えば２４Ｖの電位に、また電源配線7bは基準電位GND に保持されることとなる。
【００２０】
従って、ドライバーＩＣ4 内のスイッチングトランジスタがオン状態になると、発熱素子2 には所定の電圧が印加され、発熱素子2 がジュール発熱を起こすこととなる。
【００２１】
そして前記ヘッド基板1 及びＦＰＣ5 は、並設された状態で支持板8 上に載置・固定される。
【００２２】
前記支持板8 は、アルミニウムやＳＵＳ等の良熱伝導性の金属から成り、その上面でヘッド基板1 及びＦＰＣ5 を支持するとともに、ヘッド基板1 の熱の一部を吸収し、これを大気中に放散することによってヘッド基板1 の温度が過度に高温となるのを有効に防止する作用を為す。
【００２３】
更に前記支持板8 は先に述べた電源配線7bと同様に基準電位GND に保持されており、これによってＦＰＣ5 の複数個の信号配線6 が、双方を接地させた支持板8 と電源配線（グランド配線）7bとの間に配置された形となっている。
【００２４】
このようにＦＰＣ5 の複数個の信号配線6 をグランド配線7b−支持板8 間に配置させるとともに、該グランド配線7b及び支持板8 を共に基準電位GND に接続させておくことにより、印画信号をより高速でドライバーＩＣ4 に供給するために印画信号やクロック信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げた際、ＦＰＣ5 の信号配線6 から強い電磁波が発生しようとしても、そのような電磁波は信号配線6 の上下両側に配置されているグランド配線7bと支持板8 とで良好に遮蔽され、外部に漏れることは殆どなくなる。従って、ドライバーＩＣ4 やプリンタに組み込まれる他のデバイスが上述の電磁波により誤動作を起こすのが有効に防止され、印画信号に対応した正確な印画を形成することが可能となる。
【００２５】
また本形態においては、発熱素子2 の他端に共通接続されるＦＰＣ5 の電源配線7aが左右対称に配置され、ＦＰＣ5 の中央でコネクタ9 に接続させるようになしてあるため、電源配線7aにおける電圧降下の大きさも左右で略等しくなり、これによって各発熱素子2 に印加される電力の大きさが均一化される。従って全ての発熱素子2 を同時に発熱させた際、その温度は略一定になり、濃度むらの少ない良好な印画を形成することが可能である。
【００２６】
尚、前記支持板8 は、アルミニウムから成る場合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の金属加工法により所定形状に加工することによって製作され、このようにして製作された支持板8 の上面に両面テープ等の接着部材（図示せず）を介してヘッド基板1 及びＦＰＣ5 を載置させることによりヘッド基板1 及びＦＰＣ5 が支持板８上に固定される。
【００２７】
かくして上述したサーマルヘッドは、ドライバーＩＣ4 の駆動に伴い電源電力をＦＰＣ5 の電源配線7a,7b や回路導体3 を介して発熱素子2 に印加し、発熱素子2 を個々に選択的にジュール発熱させながら、該発熱した熱を感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画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。
【００２８】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要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。
【００２９】
例えば上述の形態においてコネクタ9 を電源用と信号用の２つに分け、電源用のコネクタをＦＰＣ5 の中央に、信号用コネクタをＦＰＣ5 の両端もしくは一端に取着させるようにしても構わない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のサーマルヘッドによれば、外部配線基板の全ての信号配線をグランド配線と支持板との間に配置させるとともに、前記グランド配線及び前記支持板の双方を基準電位に保持するようになしたことから、印画信号をより高速でドライバーＩＣに供給するために印画信号やクロック信号の周波数を８ＭＨｚ以上に上げた際、外部配線基板の信号配線から強い電磁波が発生しようとしても、そのような電磁波は信号配線の上下両側に配置されているグランド配線と支持板とで良好に遮蔽され、外部に漏れることは殆どない。従って、ドライバーＩＣや他のデバイスが上述の電磁波により誤動作を起こすのが有効に防止され、印画信号に対応した正確な印画を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態に係るサーマルヘッドの平面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1 ・・・ヘッド基板、2 ・・・発熱素子、4 ・・・ドライバーＩＣ、5 ・・・外部配線基板（ＦＰＣ）、6 ・・・信号配線、7b・・・電源配線（グランド配線）、8 ・・・支持板

Claims (1)

1. 上面に多数の発熱素子及び該発熱素子と回路導体を介して接続される複数のドライバーＩＣを有するヘッド基板と、前記ドライバーＩＣに信号を供給する複数個の信号配線及び前記発熱素子に前記ドライバーＩＣを介して共通接続されるグランド配線を有する外部配線基板とを並設し、前記ヘッド基板及び前記外部配線基板を金属製の支持板上に載置して成るサーマルヘッドにおいて、
   前記外部配線基板の全ての前記信号配線を前記グランド配線と前記支持板との間に配置させるとともに、前記グランド配線及び前記支持板の双方を基準電位に保持するようになしたことを特徴とするサーマルヘッド。

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