JP5003592B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents
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Description
近年、サーマルヘッドの発熱素子の高密度化にともないドライバーICのパッドの狭ピッチ化、およびサーマルヘッドを小型化するためにドライバーICの小型化が望まれている。そのため、適用されるドライバーICの構造およびその実装方法が検討されている。
本実施形態の印刷装置としてのサーマルプリンタを、図1〜3を参照して説明する。図1は、サーマルプリンタの外観構成を示す斜視図である。図2および図3は、プリンタ機構部の外観を示す斜視図であり、図2は、カバーフレームが開いた状態のプリンタ機構部の斜視図であり、図3は、カバーフレームが閉じた状態のプリンタ機構部の斜視図である。
図2および図3に示すプリンタ機構部300は、回路基板等からなる制御部とともに図1に示す外装ケース部200に収容される。詳しくは、プリンタ機構部300は、樹脂等からなる下ケース205に固定され、側面部および後方部は、上ケース210に覆われており、そのY方向の前方部分は、パネル215により覆われている。さらに、プリンタ機構部300の上面は、上部カバー220に覆われている。
次いで、プリンタ機構部の詳細を図2〜5を参照して説明する。図4は、プリンタ機構部の側断面を示す側断面図である。図5はサーマルヘッドの取付を説明する側面図であり、(a)はサーマルヘッドが本体フレームに取り付けられた状態を示す部分側面図、(b)はサーマルヘッドを本体フレームに取り付ける過程を示す部分側面図である。なお、図4および図5に示すY方向およびZ方向は、図1〜3に示すY方向およびZ方向と同一方向である。
図2〜4に示すように、プリンタ機構部300は、本体フレーム60とカバーフレーム10と、ロール紙ホルダ30と、紙カット部20と、印刷部70と、を備えている。
次いで、サーマルヘッド1について、図6および図7を参照して説明する。図6は、サーマルヘッドの外観斜視図である。図7は、サーマルヘッドのヘッド基板の平面図であり、(a)はヘッド基板全体図、(b)は(a)の部分拡大図であり、(c)はIC実装部の平面図である。なお、図6および図7に示すX方向およびZ方向は、図1〜3に示すX方向およびZ方向と同一方向であり、図8に示すY方向およびZ方向は、図1〜3に示すY方向およびZ方向と同一方向である。
ここでヘッド基板について、図7を参照して説明する。図7(a)に示すように、ヘッド基板110は、アルミナセラミック等からなり、一側縁110aに近い位置に長手方向に沿って、通電された電流を熱に変換する線状の発熱体140が保護膜に保護された状態で直線状に設けられている。ヘッド基板110の他側縁110bには、外部との電気的接続に供せられる複数の外部接続端子112が設けられている。発熱体140とヘッド基板110の一側縁110aとの間の帯状領域には、コモン配線パターン114が形成されている。このコモン配線パターン114の両端部は、外部接続端子112にいたるまでに延ばされている。ヘッド基板110の略中央には、ドライバーIC120を実装するIC実装部120aが各ドライバーIC120ごとに設けられ、線状の発熱体140と並列した列状に配置されている。
ここで、ドライバーICについて、図8および図9を参照して説明する。図8は、ドライバーICの構造を説明する図であり、(a)は接続端子部の断面図であり、(b)は接続端子部をドライバーICの底面から見た図であり、(c)は接続端子部を図8(b)の斜め上方から見た斜視図である。図9は、ドライバーICの底面図である。
ここで、ドライバーICの実装手順について、図10を参照して説明する。図10は、ドライバーICの実装手順を示す図である。詳しくは、ヘッド基板のドライバーIC接続部の部分断面を示している。
(1)第1のバンプ電極列137aは、第2のバンプ電極列137bと比較してバンプ電極135aの個数が極端に多い。ドライバーIC120の上面を加圧する力は、第1のバンプ電極列137a側および第2のバンプ電極列137b側にそれぞれ伝わるが、それぞれを構成するバンプ電極135に注目すると、バンプ電極135aおよびバンプ電極135bにかかる荷重がばらつく可能性がある。そのため、位置合わせされたバンプ電極135aと電極パッド115およびバンプ電極135bと電極パッド116との相対位置がずれる可能性がある。このずれは、熱ヘッド180とドライバーIC120とを平面視でのセンター基準でセットしているため、そのセンターを中心にずれようとすることが多い。
ここで、第2実施例について、図9〜11を参照して説明する。図11は第2実施例を説明する図である。詳しくは、第2実施例におけるヘッド基板のIC実装部の平面図である。なお、第1実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
(1)第2のバンプ電極列137bは、第1のバンプ電極列137aと比較してバンプ電極135bの個数が少ない。また、第2のバンプ電極列137bを構成するバンプ電極135bは、第1のバンプ電極列137aを構成するバンプ電極135aより、大きなピッチ間隔Pで配列されている。ドライバーIC120の上面を加圧する力は、第1のバンプ電極列137a側および第2のバンプ電極列137b側にそれぞれ伝わるが、それぞれを構成するバンプ電極135に注目すると、1つのバンプ電極135bに伝わる力はバンプ電極135aに伝わる力より大きい。そのため、バンプ電極135bの樹脂突起131は、大きな荷重で押しつぶされて過度に弾性変形したり、もしくは図9中X方向に倒れこんだりする可能性がある。
Claims (5)
- 複数の発熱素子が列状に配置されるとともに回路パターンが形成される基板と、前記回路パターンに接続され前記発熱素子を発熱駆動させるドライバーICとを有するサーマルヘッドであって、
前記ドライバーICは、前記基板と対向する面に、弾性樹脂が突出して形成された樹脂突起と、前記樹脂突起の頂上部を含む範囲に形成される電気的接続部を有する接続端子を列状に複数備えた第1の接続端子列と、前記第1の接続端子列より少ない数の前記接続端子を列状に複数備え、前記第1の接続端子列に並列して配置された第2の接続端子列と、を備え、
前記基板は、前記第1の接続端子列および前記第2の接続端子列の前記接続端子と電気的に接続される複数の実装端子を備え、
前記ドライバーICは、前記接続端子が熱硬化性の絶縁接着層を介して前記実装端子に加圧および加熱されて、前記基板に固定されており、
前記実装端子は、平面視における前記実装端子の面積が前記第1の接続端子列の中央部に対応する前記実装端子の面積を基本として、それより大きい複数の異なる面積に形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。 - 前記基板は、前記第1の接続端子列の前記接続端子と接続される前記実装端子からなる第1の実装端子列と、前記第2の接続端子列の前記接続端子と電気的に接続される前記実装端子からなる第2の実装端子列と、を備え、
前記第1の実装端子列の両端方向に位置する前記実装端子の面積は、前記第1の実装端子列の中央部に位置する前記実装端子の面積より大きく形成され、前記第2の実装端子列の両端方向に位置する前記実装端子の面積は、前記第2の実装端子列の中央部に位置する前記実装端子の面積より大きく形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。 - 前記第1の実装端子列の両端方向に位置する前記実装端子の面積は、前記第1の実装端子列の中央部に位置する前記実装端子の面積より徐々に大きく形成され、前記第2の実装端子列の両端方向に位置する前記実装端子の面積は、前記第2の実装端子列の中央部に位置する前記実装端子の面積より徐々に大きく形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のサーマルヘッド。
- 前記基板は、前記第1の接続端子列の前記接続端子と接続される前記実装端子からなる第1の実装端子列と、前記第2の接続端子列の前記接続端子と電気的に接続される前記実装端子からなる第2の実装端子列と、を備え、
前記第2の実装端子列の前記実装端子の面積は、前記第1の実装端子列の前記実装端子の面積より大きく形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドが押圧状態で当接するプラテンと、を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
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