JP5800695B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリ、ビデオプリンタあるいはカードプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。これらのサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた複数の発熱部と、基板上に配線電極と、を備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。なお、この配線電極は、電子部品と電気的に接続されている。

特開平５−０２４２３２号公報

しかしながら、このようなサーマルヘッドにおいては、基板にクラックが生じた場合に、目視によりクラックの有無を検知するため、検知精度が低いという問題があった。

本発明のサーマルヘッドにおける一態様は、基板と、基板上に設けられた複数の発熱部と、基板上に設けられており、電子部品を搭載するための端子電極を含む配線電極と、発熱部を発熱駆動させる駆動ＩＣと、駆動ＩＣを駆動させるための信号電極と、グランド電位に設定されたグランド電極と、を備え、基板が、平面視して矩形状をなしており、配線電極は、基板の長辺に沿って設けられているとともに、基板のクラックの有無を検知可能に設けられており、信号電極と配線電極との間に、グランド電極が設けられている。また、本発明のサーマルヘッドにおける他の態様は、基板と、基板上に設けられた複数の発熱部と、基板上に設けられており、発熱部を発熱駆動させる駆動ＩＣと、駆動ＩＣを駆動させるための信号電極と、基板上に設けられた測温部材と、基板上に設けられており、測温部材を搭載するための端子電極を含む配線電極と、グランド電位に設定され、駆動ＩＣに電気的に接続されたグランド電極と、を備え、基板が、平面視して矩形状をなしており、配線電極は、基板のクラックの有無を検知可能に設けられており、配線電極は、信号電極およびグランド電極よりも基板の長辺側に配置されているとともに、基板の長辺に沿って設けられている。

また、本発明のサーマルプリンタにおける一態様は、上記のサーマルヘッドと、発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。

本発明によれば、基板に生じたクラックの有無を、配線電極により検知することができ、検知精度を向上させることができる。

本発明のサーマルヘッドの一態様を示す平面図である。 図１に示すＩ−Ｉ線断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明のサーマルプリンタの一態様示す概略構成図である。 本発明のサーマルヘッドの他の一態様を示す平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の一態様を示す平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の一態様を示す平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の一態様を示す平面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明のサーマルヘッドの一態様について、図面を参照しつつ説明する。図１〜３に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸ１は、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント配線板５（以下、
ＦＰＣ５という）とを備えている。なお、図１では、ＦＰＣ５の図示を省略し、ＦＰＣ５が配置される領域を一点鎖線で示す。

放熱体１は、板状に形成されており、平面視して長方形状をなしている。放熱体１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、後述するようにヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。また、放熱体１の上面には、両面テープあるいは接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視で長方形状の基板７と、基板７上に設けられ、基板７の長手方向に沿って配列された複数の発熱部９と、発熱部９の配列方向に沿って基板７上に並べて配置された複数の駆動ＩＣ１１とを備えている。

基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料あるいは単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。

基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。蓄熱層１３は、基板７の上面全体に形成された下地部１３ａと、複数の発熱部９の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の隆起部１３ｂとを有している。隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された後述する保護層２５に良好に押し当てるように機能する。

また、蓄熱層１３は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めるように機能する。蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。

図２，３に示すように、蓄熱層１３の上面には、電気抵抗層１５が設けられている。電気抵抗層１５は、蓄熱層１３と、後述する共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１、グランド電極２０および配線電極１０との間に介在し、図１に示すように、平面視において、これらの共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１、グランド電極２０および配線電極１０と同形状の領域（以下、介在領域という）と、共通電極１７と個別電極１９との間から露出した複数の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１では、電気抵抗層１５の介在領域は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１、グランド電極２０および配線電極１０で隠れている。

電気抵抗層１５の各露出領域は、上記の発熱部９を形成している。そして、複数の露出領域が、図１に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されて発熱部９を構成している。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。

電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、後述する共通電極１７と個別電極１９との間に電圧が印加され、発熱部９に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

図１，２に示すように、電気抵抗層１５の上面には、共通電極１７、複数の個別電極１９、複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１、グランド電極２０および複数の配線電極１０が設けられている。これらの共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１、グランド電極２０および配線電極１０は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、ア
ルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。

共通電極１７は、複数の発熱部９とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１に示すように、共通電極１７は、基板７の一方の長辺に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延び、一端部が主配線部１７ａに接続された２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延び、先端部が各発熱部９に接続された複数のリード部１７ｃとを有している。そして、共通電極１７は、副配線部１７ｂの他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。

複数の個別電極１９は、各発熱部９と駆動ＩＣ１１とを接続するためのものである。図１〜３に示すように、各個別電極１９は、一端部が発熱部９に接続され、他端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されるように、各発熱部９から駆動ＩＣ１１の配置領域に向かって個別に帯状に延びている。そして、各個別電極１９の他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間が電気的に接続されている。より詳細には、個別電極１９は、複数の発熱部９を複数の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１〜３に示すように、各ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、他端部が基板７の長手方向における端部に位置する長辺の近傍に配置されるように、帯状に延びている。そして、複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続されるとともに、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。また、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は駆動ＩＣ１１間を電気的接続している。

より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、異なる機能を有する複数の電極で構成されている。具体的には、複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、例えば、駆動ＩＣ１１を動作させるための電圧を印加するＩＣ電源電極と、駆動ＩＣ１１および駆動ＩＣ１１に接続された個別電極１９を０〜１Ｖのグランド電位に設定するグランド電極配線２０と、後述する駆動ＩＣ１１内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号を供給するためのＩＣ制御電極等で構成されている。

駆動ＩＣ１１は、図１〜３に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極１９の他端部とＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の一端部とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。

各駆動ＩＣ１１は、各駆動ＩＣ１１に接続された各個別電極１９に対応するように、内部に複数のスイッチング素子（不図示）が設けられている。そして、図３に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子に接続された一方の接続端子１１ａ（以下、第１接続端子１１ａという）が個別電極１９に接続されており、各スイッチング素子に接続されている他方の接続端子１１ｂ（以下、第２接続端子１１ｂ）がＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の上記のグランド電極２０に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極１９とＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１のグランド電極２０とが電気的に接続される。

配線電極１０は、基板７上に設けられており、電子部品を搭載するための端子電極８を含む電極である。電子部品としては、例えば、抵抗、測温部材等が挙げられるが、本実施形態においては、電子部品が測温部材１２である例について説明する。なお、測温部材１２については後述する。

配線電極１０は、測温部材１２とＦＰＣ５とを電気的に接続する機能を有している。具体的には、図１〜３に示すように、配線電極１０は、一端部である端子電極８が基板７の長手方向における中央部に位置する測温部材１２の配置領域に配置され、他端部が基板７の長手方向における端部に位置する長辺の近傍に配置されるように、帯状に延びている。そして、配線電極１０は、一端部である端子電極８が測温部材１２に接続されるとともに、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、測温部材１２とＦＰＣ５とを電気的に接続している。なお、基板７の長辺とは、ＦＰＣ５と接続される側の長辺を示し、配線電極１０は、基板７のＦＰＣ５と接続される側の長辺に沿って設けられている。

配線電極１０は、後述するＦＰＣ５のプリント配線と接続される正電極１０ａと、０〜１Ｖのグランド電位に接続される負電極１０ｂとを備えている。そして、正電極１０ａは、基板７の長手方向において、中央部から一方の端部に向けて、基板７の長辺に沿って延びるように設けられている。また、負電極１０ｂは、基板７の長手方向において、中央部から他方の端部に向けて、基板７の長辺に沿うように延びるように設けられている。そのため、図１に示すように、配線電極１０は、基板７の長辺とグランド電極２０との間に位置し、基板７の長辺に沿って設けられることになる。

ここで、基板７を大きな母基板から分割した際あるいは運搬等のハンドリングの際に、基板７にクラックあるいは欠け（以下、「クラック等」と言う）が生じる場合がある。そして、基板７にクラック等が生じると、基板７の耐久性および効率性が低下するため、基板７にクラック等が生じた製品は検査により不良として選別される。このような検査として、従来のサーマルヘッドでは、目視による外観検査を行っており、不良の検知精度が低いという問題があった。

これに対して、サーマルヘッドＸ１においては、基板７の長辺に沿って配線電極１０が設けられているため、基板７の長辺近傍にクラック等が生じると、基板７の長辺近傍に形成された配線電極１０に欠損が生じて、配線電極１０が断線することになる。そのため、配線電極１０の通電検査を行うことで、配線電極１０の断線を確認することができ、基板７にクラック等の有無を正確に検知することができる。これにより、クラック等の有無の検知精度を向上させることができる。

次に、テスターを用いた通電検査方法について例示する。配線電極１０の正電極１０ａにおける端子電極８にテスターの一方の端子を接続し、配線電極１０の正電極１０ａにおけるＦＰＣ５と接続される位置にテスターの他方の端子を接続する。これにより、配線電極１０の正電極１０ａの断線を検知することができる。なお、負電極１０ｂについても同様の方法により、断線を検知することができる。

ここで、配線電極１０の幅は、３０〜２００μｍであることが好ましい。配線電極１０の幅が３０〜２００μｍであることから、基板７にクラック等が生じた場合に断線することとなり、基板７のクラック等を正確に検知することができる。

また、図１に示すように、配線電極１０は、グランド電極２０が間に介在した状態でＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１と隣り合うように配置されている。そのため、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１にクロック信号あるいはデータ信号等の周波数が高い信号が送られた場合におい
ても、配線電極１０とＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１との間にグランド電位に設定されたグランド電極２０が配置されていることから、配線電極１０に高周波が作用することを低減することができる。そのため、配線電極１０を流れる信号にノイズが生じることを低減することができる。

測温部材１２は、チップ型の電子部品を用いることができ、チップ型サーミスタ等を例示することができる。測温部材１２の正端子は、配線電極１０の正電極１０ａにおける端子電極８に接続され、測温部材１２の負端子は、配線電極１０の負電極１０ｂにおける端子電極８に接続されている。

測温部材１２は、サーマルヘッドＸ１の温度を測温し、測温した温度情報を、配線電極１０を介して外部に設けられた制御部（不図示）に伝達する。制御部は、温度情報に基づいた制御信号をＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１を介して駆動ＩＣ１１に送り、駆動ＩＣ１１が制御信号に基づいた制御を行っている。

なお、図１においては、駆動ＩＣ１１が２つ搭載された例を示したが、駆動ＩＣ１１を３つ以上搭載してもよく、駆動ＩＣ１１を１つのみ搭載してもよい。特に、駆動ＩＣ１１を３つ以上搭載する長手方向に長い基板７を用いるサーマルヘッドにおいては、基板７の長辺に沿った配線電極１０を設けることで、容易に基板７の長辺のクラック等を検出することができる。

上記の電気抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０は、同じ工程によって同時に形成することができる。

図１〜３に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極１７の一部および個別電極１９の一部を被覆する保護層２５が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。図示例では、この保護層２５は、蓄熱層１３の上面の左側の領域を覆うように設けられている。これにより、発熱部９、共通電極１７の主配線部１７ａ、副配線部１７ｂの一部、リード部１７ｃおよび個別電極１９上に、保護層２５が形成されている。

保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。

保護層２５の形成材料としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＣまたはサイアロン等を例示することができる。なお、保護層２５は、単層であってもよく、これらの複数の層を重畳させた構成としてもよい。

また、図１〜３に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。なお、図１では、説明の便宜上、被覆層２７の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０の被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。被覆層２７は、駆動ＩＣ１１および測温部材１２が搭載される位置には設けら
れておらず開口（不図示）を有している。

被覆層２７は、共通電極１７および個別電極１９の保護をより確実にするため、図２，３に示すように保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。被覆層２７は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成することができる。また、この被覆層２７は、例えば、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

なお、図１〜３に示すように、後述するＦＰＣ５と接続する共通電極１７の副配線部１７ｂ、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０の端部は、被覆層２７から露出しており、ＦＰＣ５が接続されるようになっている。

また、被覆層２７は、図３に示すように、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の端部を露出させるための開口部（不図示）が形成されており、この開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１自体の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。

さらにまた、被覆層２７は、測温部材１２が搭載される位置にも開口部を有しており、測温部材１２と接続する配線電極１２の端子電極８は露出している。そしてこの露出した端子電極８に測温部材１２が搭載されており電気的に接続されている。測温部材１２においても、被覆部材２９により被覆してもよい。

ＦＰＣ５は、図１〜３に示すように、ヘッド基体３の長手方向における両端部に接続されており、上記のように共通電極１７の副配線部１７ｂ、各ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０に接続されている。このＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層の内部に複数のプリント配線が配線された周知のものであり、各プリント配線がコネクタ３１を介して外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されるようになっている。このようなプリント配線は、一般に、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成されている。また、金属箔、あるいは導電性薄膜等によって形成されたプリント配線は、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによってパターニングされている。

より詳細には、図３に示すように、ＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層５ａの内部に形成された各プリント配線５ｂがヘッド基体３側の端部で露出し、導電性接合材料である半田材料、または電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料（ＡＣＦ）等からなる接合材３２（図３参照）によって、共通電極１７の副配線部１７ｂの端部、各ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０の端部に接続されている。

そして、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、共通電極１７は、２０〜２４Ｖの正電位に設定された電源装置の正極側端子に電気的に接続され、個別電極１９は、駆動ＩＣ１１およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１のグランド電極２０を介して、０〜１Ｖのグランド電位に設定された電源装置の負極側端子に電気的に接続されるようになっている。そのため、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電流が供給され、発熱部９が発熱するようになっている。

また、同様に、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して外部の電源装置
および制御装置等に電気的に接続されると、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の上記のＩＣ電源配線は、共通電極１７と同様に、正電位に設定された電源装置の正極側端子に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動ＩＣ１１が接続されたＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１のＩＣ電源配線とグランド電極２０との電位差によって、駆動ＩＣ１１に駆動ＩＣ１１を動作させるための電圧が印加される。

同様に、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、配線電極１０の正電極１０ａは、共通電極１７と同様に、正電位に設定された電源装置の正極側端子に電気的に接続される。また、配線電極１０の負電極１０ｂは、ＦＰＣ５のプリント配線５ｂによりグランド電極２０に接続され、グランド電位に設定されている。これにより、測温素子１２に測温素子１２を動作させるための電圧が印加される。

また、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１のＩＣ電源電極あるいはＩＣ制御電極等は、駆動ＩＣ１１の制御を行う外部の制御装置に電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動ＩＣ１１に供給されるようになっている。この電気信号によって、駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させることで、各発熱部９を選択的に発熱させることができる。

ＦＰＣ５と放熱体１との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板３３が設けられている。この補強板３３は、ＦＰＣ５の下面に両面テープや接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強するように機能している。また、この補強板３３が放熱体１の上面に両面テープあるいは接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５が放熱体１上に固定されている。

サーマルヘッドＸ１において、配線電極１０が、基板７の長辺に沿って設けられていることから、基板７にクラック等が生じた場合に、通電検査により配線電極１０の導通を検査することにより、クラック等の有無を容易に検知することができる。また、測温部材１２を搭載した後に行っている測温部材１２の導通検査と同時に行うことができるため、検知工程を削減することができる。この場合は、配線電極１０の正電極１０ａのＦＰＣ５と接続される位置と、配線電極１０の負電極１０ｂのＦＰＣ５と接続される位置とで導通を検査することにより、通電検査を行うことができる。この通電検査方法としては、例えば、ヘッド基体３とＦＰＣ５とを電気的に接続して、ＦＰＣ５のコネクタ３１に通電検査用の冶具を電気的に接続する通電検査方法を例示することができる。この場合、サーマルヘッドＸ１が後述するサーマルプリンタＺに搭載された後、プリンタを作動させることにより生じたクラック等が生じた場合においても、クラック等を検知することができる。

また、サーマルヘッドＸ１は、測温部材１２が基板７の長手方向における中央部に配置されており、基板７の長手方向における両端部において配線電極１０とＦＰＣ５とが電気的に接続されているとともに、配線電極１０が基板７の中央部から両端部にわたって設けられている。そのため、測温部材１２によりサーマルヘッドＸ１の温度を正確に検知することができるとともに、クラック等の有無を容易に検知することができる。さらに、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続箇所の電極構造を線対称とすることができ、サーマルヘッドＸ１の構造を簡略化することができる。

さらに、配線電極１０の正電極１０ａが、基板７の長手方向における一方の端部に延びて配置されており、配線電極１０の負電極１０ｂが、基板７の長手方向における他方の端部に延びて配置されていることから、配線電極１０に断線が生じた場合に、正電極１０ａ側で断線が生じたのか、負電極１０ｂ側で断線が生じたのか検知することができる。それ
により、断線が生じた原因である、基板７の長辺に生じたクラック等がどこに発生したかを容易に検知することができる。そのため、基板７の長辺に生じたクラック等の原因の究明を早期に行うことが可能となる。

サーマルヘッドＸ１において、配線電極１０とＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１との間にグランド電極２０が設けられていることから、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１に高い周波数の信号が流れた場合においても、配線電極１０に高周波が作用することを低減することができる。特に、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１と配線電極１０との距離が近いＦＰＣ５との接続領域において、間にグランド電極２０が設けられていることから、配線電極１０を流れる信号に高周波が影響を与えることを有効に抑えることができる。

次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態のサーマルプリンタＺの概略構成図である。

図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺは、上述のサーマルヘッドＸ１、搬送機構４０、プラテンローラ５０、電源装置６０および制御装置７０を備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺの筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、このサーマルヘッドＸ１は、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図４の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上に位置する保護層２５上に搬送するためのものであり、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を有している。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐが、インクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送するようになっている。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧するためのものであり、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給するためのものである。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給するためのものである。

本実施形態のサーマルプリンタＺは、図４に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体をサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることで、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行うことができる。

＜第２の実施形態＞
図５を用いて、本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２について説明する。
サーマルヘッドＸ２は、配線電極１０の負電極１０ｂが、ヘッド基体３上でグランド電極２０と接続されている点で、サーマルヘッドＸ１と構成が異なり、その他の点は同様であるため、説明を省略する。なお、同一の部材については、同一の符号を付するものとして、以下同様とする。

サーマルヘッドＸ２において、配線電極１０の負電極１０ｂは、基板７の中央部から、基板７の端部にわたって、基板の長辺に沿った状態で設けられている。配線電極１０の負電極１０ｂの一端である端子電極８は、基板７の長手方向における中央部に配置されており、測温部材１２が搭載される。配線電極１０の負電極１０ｂの他端は、基板７の長手方向における端部に配置されており、グランド電極２０と電気的に接続されている。そのため、負電極１０ｂは、グランド電位に設定されることとなる。

このような構成とすることにより、配線電極１０の負電極１０ｂと、ＦＰＣ５のプリント配線（不図示）とをＦＰＣ５の内部で接続する必要がなくなり、ＦＰＣ５の配線パターンを簡略化することができる。

また、負電極１０ｂが、基板７の長手方向において、基板７の長辺に沿って中央部から端部へ延在された後、グランド電極２０と接続されていることから、負電極１０の長辺に沿って延在した部位を用いて、基板７のクラック等を検出することができる。なお、負電極１０の通電検査としては、配線電極１０の負電極１０ｂにおける端子電極８にテスターの一方の端子を接続し、配線電極１０の負電極１０ｂにおけるＦＰＣ５と接続される位置にテスターの他方の端子を接続することにより断線を検知することができる。

さらに、配線電極１０の負電極１０ｂをＦＰＣ５により外部に引き出す必要がなく、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続領域の電極構造を簡略化することができる。なお、サーマルヘッドＸ２においては、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続領域におけるグランド電極２０の面積を大きくする例を示したが、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続領域事態を小さくしてもよい。

＜第３の実施形態＞
図６を用いて、本発明の第３の実施形態に係るサーマルヘッドＸ３について説明する。サーマルヘッドＸ３は、配線電極１０の負電極１０ｂが、グランド電極２０と基板７の中央部にて接続されている点で、サーマルヘッドＸ１と構成が異なり、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

サーマルヘッドＸ３において、配線電極１０の正電極１０ａは、基板７の長手方向における一端から他端にわたり、基板７の長辺に沿って設けられている。そして、基板７の中央部にて、基板７の長辺に沿って設けられた部位と端子電極８とが電気的に接続されている。配線電極１０の負電極１０ｂは、グランド電極２０と端子電極８とが、基板７の中央部にて接続されている。そのため、配線電極１０の正電極１０ａのみを用いて、基板７のクラック等の検出を行うことができる。

つまり、基板７の長辺に沿って設けられた正電極１０ａを用いることにより、基板７の長辺のクラック等の有無を検知することができる。具体的には、配線電極１０の正電極１０ａにおいて、基板７の長手方向における一方側の端部に配置されたＦＰＣ５と接続される位置にテスターの一方の端子を接続し、基板７の長手方向における他方側の端部に配置された正電極１０ａの端部にテスターの他方の端子を接続することにより、配線電極１０の正電極１０ａの断線を検知することができる。

このような構成とすることで、基板７の長辺のクラック等の有無の検知を正電極１０ａ
を用いて、一度で基板７の長辺全域にわたって検知することができる。そのため、クラック等の検知精度を向上させることができる。

＜第４の実施形態＞
図７を用いて、本発明の第４の実施形態に係るサーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、配線電極１０と基板７の長辺との間に、基板７上に形成された共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１および配線電極１０と電気的に接続されていないダミー電極１４が設けられている。ダミー電極１４は、配線電極１０に沿った状態で設けられており、基板７の長辺のＦＰＣ５と接続される領域同士の間に設けられている。その他の点は、サーマルヘッドＸ３と同様であり説明を省略する。

サーマルヘッドＸ４において、配線電極１０と基板７の長辺との間にダミー電極１４が設けられていることから、基板７の長辺にクラック等が生じた場合においても、ダミー電極１４により配線電極１０が断線することを抑えることができる。

さらに、ダミー電極１４を用いて、基板７の長辺のクラック等の有無を検出することができる。具体的には、ダミー電極１４において、基板７の長手方向における一方側の端部に配置されたダミー電極１４の一端部にテスターの一方の端子を接続し、基板７の長手方向における他方側の端部に配置されたダミー電極１４の他端部にテスターの他方の端子を接続することにより、ダミー電極１４の断線を検知することができる。それにより、基板７のクラック等の有無を検出することができる。

なお、サーマルヘッドＸ４においては、ダミー電極１４と配線電極１０とが電気的に接続されていない例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、ダミー電極１４と配線電極１０とを電気的に接続してもよい。その場合においては、測温部材１２とＦＰＣ５とを接続する配線電極１０の接続信頼性を向上させることができる。

なお、ダミー電極１４を基板７の長手方向における一端から他端にわたって設けてもよい。つまり、ＦＰＣ５とヘッド基体３とが接続される領域にまでダミー電極１４を設けることにより、ＦＰＣ５と接続される共通電極１７の端部、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の端部、および配線電極１０の端部に欠損が生じることを抑えることができる。

＜第５の実施形態＞
図８を用いて、本発明の第５の実施形態に係るサーマルヘッドＸ５について説明する。サーマルヘッドＸ５は、配線電極１０の負電極１０ｂが、グランド電極２０と基板７の中央部にて接続されており、配線電極１０の正電極１０ａが、共通電極１７およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１と、ＦＰＣ５とが接続される領域まで設けられている点で、サーマルヘッドＸ３と構成が異なり、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

サーマルヘッドＸ５において、配線電極１０の正電極１０ａは、一方のヘッド基体３とＦＰＣ５とが接続される領域から、他方のヘッド基体３とＦＰＣ５とが接続される領域にわたって、基板７の長辺に沿った状態で設けられている。そして、基板７の長手方向における中央部にて測温部材１２と接続されている。

このように、配線電極１０の正電極１０ａが、基板７の長辺の一端から他端にかけて設けられていることから、基板７の長辺の全域にわたってクラック等の有無を検知することができる。さらに、ＦＰＣ５と配線電極１０との接続面積を増加させることができ、接続信頼性を向上させることができる。

なお、配線電極１０の正電極１０ａを囲むように、グランド電極２０を設けてもよい。
具体的には、ＦＰＣ５との接続領域において、グランド電極２０が、ＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１と配線電極１０との間に配置され、配線電極１０とグランド電極とが沿うように配置することで、配線電極１０にＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１からの高周波が影響を及ぼすことを抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態であるサーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺを示したが、これに限定されるものではなく、サーマルヘッドＸ２〜Ｘ５をサーマルプリンタに用いてもよい。また、複数の実施形態であるサーマルヘッドＸ１〜Ｘ５を組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態では、基板７の上面に発熱部９が設けられた平面ヘッドの例を例示して説明したが、発熱部９が端面に設けられた端面ヘッドについて、本発明を適用してもよい。

また、基板７の一方の長辺に沿った配線電極１０を例示したが、一方の長辺だけではなく他方の長辺に沿った配線電極を設けてもよい。加えて、短辺に沿った配線電極１０を設けてもよく、平面視して、四辺のすべてに沿った配線電極１０を設けてもよい。それにより、基板７のクラック等の有無を容易に検知することができる。

Ｘ１〜Ｘ５ サーマルヘッド
Ｚ サーマルプリンタ
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ フレキシブルプリント配線基板
７ 基板
９ 発熱部
１０ 配線電極
１１ 駆動ＩＣ
１２ 測温部材
１４ ダミー電極
１７ 共通電極
１９ 個別電極
２０ グランド電極
２１ ＩＣ−ＦＰＣ接続電極

Claims (7)

1. 基板と、
   該基板上に設けられた複数の発熱部と、
   前記基板上に設けられており、電子部品を搭載するための端子電極を含む配線電極と、
   前記発熱部を発熱駆動させる駆動ＩＣと、
   該駆動ＩＣを駆動させるための信号電極と、
   グランド電位に設定されたグランド電極と、を備え、
   前記基板が、平面視して矩形状をなしており、
   前記配線電極は、前記基板の長辺に沿って設けられているとともに、前記基板のクラックの有無を検知可能に設けられており、
   前記信号電極と前記配線電極との間に、前記グランド電極が設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記端子電極が、前記基板の長手方向における中央部に配置されており、
   前記基板の長手方向における端部において、前記配線電極と外部基板とが電気的に接続され、
   前記配線電極が、前記基板の長手方向における中央部から端部にわたって設けられている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記配線電極の正電極が、前記基板の長手方向における一方の端部に延びて配置されており、
   前記配線電極の負電極が、前記基板の長手方向における他方の端部に延びて配置されている、請求項２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記配線電極が、前記基板の長辺に沿って複数設けられており、
   前記基板の縁と前記配線電極との間に、ダミー電極が設けられている、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記配線電極、前記信号電極、および前記グランド電極が外部基板と電気的に接続されており、
   前記信号電極および前記グランド電極と、前記外部基板とが電気的に接続される領域に、前記配線電極が設けられている、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
6. 基板と、
   該基板上に設けられた複数の発熱部と、
   前記基板上に設けられており、前記発熱部を発熱駆動させる駆動ＩＣと、
   前記駆動ＩＣを駆動させるための信号電極と、
   前記基板上に設けられた測温部材と、
   前記基板上に設けられており、前記測温部材を搭載するための端子電極を含む配線電極と、
   グランド電位に設定され、前記駆動ＩＣに電気的に接続されたグランド電極と、を備え、
   前記基板が、平面視して矩形状をなしており、
   前記配線電極は、前記基板のクラックの有無を検知可能に設けられており、
   前記配線電極は、前記信号電極および前記グランド電極よりも前記基板の長辺側に配置されているとともに、前記基板の前記長辺に沿って設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラ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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