JP5802032B2 - Thermal print head - Google Patents

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本発明は画像記録デバイスとして用いられサーマルプリントヘッドに関する。   The present invention relates to a thermal print head used as an image recording device.

サーマルプリントヘッドは、発熱領域に配列された複数の抵抗体を発熱させ、その熱により感熱記録媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである(例えば、特許文献1参照)。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。   The thermal print head is an output device that heats a plurality of resistors arranged in a heat generating area and forms images such as characters and figures on the thermal recording medium by the heat (see, for example, Patent Document 1). This thermal print head is widely used in recording devices such as barcode printers, digital plate-making machines, video printers, imagers, and seal printers.

図7に示すように、サーマルプリントヘッドは、一般的に、放熱板と、放熱板上に接着するヘッド基板130および回路基板140とを備えている。ヘッド基板130は、例えばAl(アルミナ)等のセラミックスからなる支持基板および支持基板の上面に形成されたグレーズ層を有している。グレーズ層の上面には、副走査方向72に延びて、互いに主走査方向71に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗部が形成され、各発熱抵抗部の両端には、電極が形成され、これ等が発熱素子を構成している。 As shown in FIG. 7, the thermal print head generally includes a heat radiating plate, and a head substrate 130 and a circuit substrate 140 that are bonded onto the heat radiating plate. The head substrate 130 has, for example, a support substrate made of ceramics such as Al 2 O 3 (alumina) and a glaze layer formed on the upper surface of the support substrate. On the upper surface of the glaze layer, there are formed a plurality of heating resistor portions extending in the sub-scanning direction 72 and arranged at intervals in the main scanning direction 71, and electrodes are formed at both ends of each heating resistor portion. These constitute a heating element.

一方、回路基板140には、接続回路が形成されている。また、回路基板140の上面には、発熱素子を制御可能なスイッチング機能を有する駆動用ICが実装されている。駆動用ICは、例えばボンディングワイヤを介して、発熱素子の電極および接続回路に接続されている。駆動用ICおよびボンディングワイヤは、ヘッド基板130の上面および回路基板140の上面に塗布形成されたエポキシ系樹脂からなる封止体156によって封止されている。   On the other hand, a connection circuit is formed on the circuit board 140. In addition, a driving IC having a switching function capable of controlling the heat generating element is mounted on the upper surface of the circuit board 140. The driving IC is connected to the electrode of the heat generating element and the connection circuit via, for example, a bonding wire. The driving IC and the bonding wire are sealed by a sealing body 156 made of an epoxy resin applied and formed on the upper surface of the head substrate 130 and the upper surface of the circuit substrate 140.

このようなサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタはプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、主走査方向71を軸として、その側面が発熱領域(複数の発熱抵抗部が配列された帯状の領域)138に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。サーマルプリンタは、プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された感熱記録媒体を発熱領域138に押し付けつつ、感熱記録媒体を主走査方向に対して垂直な副走査方向72に移動させる。この感熱記録媒体の移動に伴って、複数の発熱抵抗部を選択的に発熱させることにより、所望の画像を形成する。   A thermal printer using such a thermal print head includes a platen roller. The platen roller is disposed so that its side surface is in contact with a heat generating region (a strip-shaped region in which a plurality of heat generating resistance portions are arranged) 138 with the main scanning direction 71 as an axis, and is provided to be rotatable about the shaft. . The thermal printer moves the thermal recording medium in the sub-scanning direction 72 perpendicular to the main scanning direction while pressing the thermal recording medium inserted between the platen roller and the heating area against the heating area 138 by the rotation of the platen roller. Let As the heat-sensitive recording medium moves, a desired image is formed by selectively generating heat from the plurality of heating resistance portions.

特開2009−6638号公報JP 2009-6638 A

駆動用ICおよびボンディングワイヤを封止するには、エポキシ系樹脂を塗布して、例えば100℃程度の高温状態に保ち数時間の加熱処理をする。この高温状態においてエポキシ系樹脂の高分子間が架橋し熱硬化する。ヘッド基板130および回路基板140は、常温(室温)から高温状態に昇温する時に熱膨張する。そして、この熱硬化後の常温状態への降温において、ヘッド基板130および回路基板140は熱収縮して元に戻ろうとする。   In order to seal the driving IC and the bonding wire, an epoxy resin is applied and kept at a high temperature of about 100 ° C., for example, and subjected to heat treatment for several hours. In this high temperature state, the polymers of the epoxy resin are crosslinked and thermally cured. The head substrate 130 and the circuit substrate 140 are thermally expanded when the temperature is raised from room temperature (room temperature) to a high temperature state. Then, the head substrate 130 and the circuit substrate 140 are thermally contracted to return to the original temperature when the temperature is lowered to the room temperature after the thermosetting.

しかし、回路基板140はヘッド基板130に比べて熱膨張率が大きい。そのため、回路基板140の収縮力が、硬化した封止体156を介して、ヘッド基板130の封止部分(ヘッド基板130の回路基板140寄りの部分)に加わり、図7に示したように、ヘッド基板130が湾曲してしまう。その結果、ヘッド基板130に形成された発熱領域138が湾曲し、その湾曲量(d)が増える共にプラテンローラとの一様な接触が阻害され、画像の画質が低下する。   However, the circuit board 140 has a larger coefficient of thermal expansion than the head board 130. Therefore, the contraction force of the circuit board 140 is applied to the sealing portion of the head substrate 130 (the portion of the head substrate 130 near the circuit board 140) through the cured sealing body 156, and as shown in FIG. The head substrate 130 is curved. As a result, the heat generating region 138 formed on the head substrate 130 is curved, the amount of curvature (d) increases, and uniform contact with the platen roller is hindered, so that the image quality is lowered.

なお、回路基板140の収縮力がヘッド基板130の封止部分に伝わらないように、封止体156として、例えばシリコン樹脂のような軟性封止材料である熱硬化性樹脂を用いたサーマルプリントヘッドが知られている。しかし、このような軟性のある樹脂を用いると、外部からの衝撃等により、ボンディングワイヤが断線する虞があり、耐久性に問題が生じる。一方、硬性封止材料であるエポキシ系樹脂では、このような耐久性の問題は起こらない。   In order to prevent the contraction force of the circuit board 140 from being transmitted to the sealing portion of the head substrate 130, a thermal print head using a thermosetting resin, which is a soft sealing material such as silicon resin, as the sealing body 156. It has been known. However, when such a soft resin is used, the bonding wire may be broken due to an external impact or the like, which causes a problem in durability. On the other hand, such a durability problem does not occur in the epoxy resin that is a hard sealing material.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、封止体として例えばエポキシ系樹脂のような硬性封止材料を用い、かつ、ヘッド基板の湾曲を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to use a hard sealing material such as an epoxy-based resin as a sealing body and to suppress bending of the head substrate.

上記目的を達成するために、本発明にかかるサーマルプリントヘッドは、放熱板と、セラミックスからなる支持基板および該支持基板の上面に積層されたグレーズ層を有し、前記放熱板の上面に載置されて、前記グレーズ層の上面に主走査方向に配列された複数の発熱素子が形成されたヘッド基板と、前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように前記放熱板の上面に載置されて、接続回路が形成された回路基板と、前記回路基板の上面に載置されて、前記発熱素子および前記接続回路に電気接続された制御素子と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面、前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面、および、前記制御素子を覆っているエポキシ系樹脂からなる封止体と、を具備したサーマルプリントヘッドにおいて、セラミックス板が前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように前記主走査方向に延びて前記放熱板の上面に載置され、前記回路基板は、前記制御素子が配置され、前記セラミックス板の上面に前記セラミックス板の主走査方向における両縁端が前記フレキシブル基板の両縁端より外側にはみ出して配置され且つ主走査方向に複数に分割されて第1の接続回路が形成されたフレキシブル基板と、前記放熱板の上面側であって前記ヘッド基板から離れた位置に配置されて、前記第1の接続回路に電気的に接続された第2の接続回路が形成されたリジッド基板とを有していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a thermal print head according to the present invention has a radiator plate, a support substrate made of ceramics, and a glaze layer laminated on the upper surface of the support substrate, and is placed on the upper surface of the radiator plate. A head substrate having a plurality of heating elements arranged in the main scanning direction on the upper surface of the glaze layer; and a head substrate adjacent to the head substrate in the sub-scanning direction. A circuit board on which a connection circuit is formed; a control element mounted on the upper surface of the circuit board and electrically connected to the heating element and the connection circuit; and an upper surface of the head substrate near the circuit board; the head substrate side of the upper surface of the circuit board, and, in a thermal print head provided with the a sealing body made of epoxy resin covering the said control element, a ceramic plate Serial placed on the upper surface of the heat radiating plate extending in the main scanning direction so as to be adjacent to the head substrate and the sub-scanning direction, the circuit board, the control element is disposed, the ceramic plate on the upper surface of the ceramic plate a flexible substrate on which the first connection circuit is both edges in the main scanning direction is divided into a plurality of the disposed to protrude outward from both edges of the flexible substrate and the main scanning direction is formed, before Symbol radiating plate And a rigid substrate on which a second connection circuit is formed which is disposed at a position away from the head substrate and electrically connected to the first connection circuit. Features.

本発明の構成により、ヘッド基板の湾曲が抑制できる。そして、そのサーマルプリントヘッドを用いた画像形成において、安定した高画質化が容易になる。   With the configuration of the present invention, the curvature of the head substrate can be suppressed. In addition, stable image quality can be easily achieved in image formation using the thermal print head.

本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの一部切欠斜視図。1 is a partially cutaway perspective view of a thermal print head according to an embodiment of the present invention. 図1のII−II線矢視断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1. 同上サーマルプリントヘッドにおける回路基板を構成するフレキシブル基板の分割の説明に供する平面図。The top view with which it uses for description of the division | segmentation of the flexible substrate which comprises the circuit board in a thermal print head same as the above. 図1のIV−IV線矢視断面図に相当し、ヘッド基板の垂直方向における湾曲の説明に供する説明断面図。FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの効果の説明に供する複合板(フレキシブル基板/セラミックス板)の副走査方向の歪み量を示すグラフ。The graph which shows the distortion amount of the subscanning direction of the composite board (flexible substrate / ceramics board) with which it uses for description of the effect of the thermal print head concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの効果の説明に供するヘッド基板の垂直方向の湾曲量を示すグラフ。The graph which shows the amount of curvature of the perpendicular | vertical direction of the head board | substrate used for description of the effect of the thermal print head concerning embodiment of this invention. 従来のサーマルプリントヘッドの概略上面図。FIG. 6 is a schematic top view of a conventional thermal print head.

本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドについて図1乃至図3を参照して説明する。以下、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。   A thermal print head according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, parts that are the same or similar to each other are denoted by common reference numerals, and redundant description is partially omitted. However, the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones.

サーマルプリントヘッド10は、その要部として、放熱板20、ヘッド基板30、回路基板40および駆動用IC50を有する。ここで、放熱板20の主面に、互いに隣接するヘッド基板30および回路基板40が接着層21を介し接着し載置される。回路基板40は、主走査方向71に2分割された第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bからなるフレキシブル基板41、およびリジッド基板43から構成される。そして、これ等のフレキシブル基板41は、セラミックス板60に貼り付けられ、放熱板20に接着するセラミックス板60を介し放熱板20に固着している。   The thermal print head 10 includes a heat sink 20, a head substrate 30, a circuit substrate 40, and a driving IC 50 as its main parts. Here, the head substrate 30 and the circuit substrate 40 adjacent to each other are mounted on the main surface of the heat sink 20 with the adhesive layer 21 interposed therebetween. The circuit board 40 includes a flexible board 41 including a first flexible board 41 a and a second flexible board 41 b that are divided into two in the main scanning direction 71, and a rigid board 43. And these flexible substrates 41 are affixed to the heat sink 20 via the ceramic plate 60 which is affixed on the ceramic plate 60 and adhere | attached on the heat sink 20.

そして、フレキシブル基板41上に制御素子である駆動用IC50が搭載され、硬性封止材料である例えばエポキシ系樹脂からなる封止体56により気密封止されている。この封止体56はフレキシブル基板41およびヘッド基板30に跨って設けられる。   A driving IC 50 as a control element is mounted on the flexible substrate 41 and hermetically sealed by a sealing body 56 made of, for example, an epoxy resin that is a hard sealing material. The sealing body 56 is provided across the flexible substrate 41 and the head substrate 30.

放熱板20は、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属からなり、主走査方向71に延びた短冊状になっている。そして、接着層21は、両面接着テープ、軟性のある例えばシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤からなる。   The heat sink 20 is made of a metal such as aluminum or stainless steel and has a strip shape extending in the main scanning direction 71. The adhesive layer 21 is made of a double-sided adhesive tape or a soft thermosetting resin adhesive such as silicon resin.

ヘッド基板30は、主走査方向71に延びて放熱板20上に取り付けられている。ヘッド基板30は、支持基板31およびグレーズ層32を有する。支持基板31は、耐熱性を有する絶縁体材料からなり、例えばアルミナなどのセラミックスにより構成されている。その他に、SiN、SiC、石英、AlN、あるいはSi、Al、O、N等を含むファインセラミックスであってもよい。グレーズ層32は、例えばSiOからなるガラス膜あるいは樹脂膜等からなり、支持基板31に積層している。 The head substrate 30 extends in the main scanning direction 71 and is mounted on the heat sink 20. The head substrate 30 has a support substrate 31 and a glaze layer 32. The support substrate 31 is made of an insulating material having heat resistance, and is made of ceramics such as alumina. In addition, SiN, SiC, quartz, AlN, or fine ceramics containing Si, Al, O, N, or the like may be used. The glaze layer 32 is made of, for example, a glass film made of SiO 2 or a resin film, and is laminated on the support substrate 31.

グレーズ層32の上面には、主走査方向に垂直で印刷媒体が走行する副走査方向72に延びて、互いに主走査方向71に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗体33が形成されている。そして、発熱抵抗体33上に、個別電極34および共通電極36が間隙Gを挟んで対向して配設される。ここで、個別電極34および共通電極36からなる一対の電極は発熱抵抗体33に重層し電気接続する。そして、これ等の間隙Gで露出する発熱抵抗体33が発熱抵抗部37となる。この発熱抵抗部37は、その通電電極となる一対の電極と共に1つの発熱素子を構成し、主走査方向71に所要ピッチ(dpi:ドット/インチ)で帯状に配列され、発熱領域38になる。個別電極34は、後述の通り、ボンディングワイヤ52を介して、駆動用IC50に電気的に接続される。   On the upper surface of the glaze layer 32, a plurality of heating resistors 33 are formed that extend in the sub-scanning direction 72 in which the print medium runs perpendicular to the main scanning direction and are arranged at intervals in the main scanning direction 71. Yes. An individual electrode 34 and a common electrode 36 are disposed on the heating resistor 33 so as to face each other with a gap G therebetween. Here, the pair of electrodes including the individual electrode 34 and the common electrode 36 are layered on the heating resistor 33 and are electrically connected. The heating resistor 33 exposed in the gap G becomes the heating resistor portion 37. The heat generating resistor portion 37 constitutes one heat generating element together with a pair of electrodes serving as energization electrodes, and is arranged in a strip shape at a required pitch (dpi: dots / inch) in the main scanning direction 71 to form a heat generating region 38. As will be described later, the individual electrode 34 is electrically connected to the driving IC 50 via a bonding wire 52.

ここで、ヘッド基板30は、例えば以下のようにして形成される。例えばアルミナセラミックスからなる板厚が0.5mm〜1.0mm程度の細長の支持基板31を用意し、その上面にガラスからなるグレーズ層32を融着し焼成する。次に、グレーズ層32の上面全体に、スパッタ装置等の薄膜形成装置により、抵抗体層および導電体層を順に積層する。その後、フォトエングレービングプロセスにより、導電体層および抵抗体層を発熱抵抗体部37の形状パターンに加工する。続いて、間隙Gの導電体層をエッチング除去して所定の個別電極34および共通電極36にする。更に、個別電極34、共通電極36および発熱抵抗部37を覆う保護層39を形成し、個別電極34のボンディングワイヤ52との接続箇所の上の保護層39に開口を形成する。   Here, the head substrate 30 is formed as follows, for example. For example, an elongated support substrate 31 having a plate thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm made of alumina ceramics is prepared, and a glaze layer 32 made of glass is fused and fired on the upper surface thereof. Next, a resistor layer and a conductor layer are sequentially laminated on the entire upper surface of the glaze layer 32 by a thin film forming apparatus such as a sputtering apparatus. Thereafter, the conductor layer and the resistor layer are processed into a shape pattern of the heating resistor portion 37 by a photoengraving process. Subsequently, the conductor layer in the gap G is removed by etching to form predetermined individual electrodes 34 and common electrodes 36. Further, a protective layer 39 that covers the individual electrode 34, the common electrode 36, and the heating resistor portion 37 is formed, and an opening is formed in the protective layer 39 above the connection portion of the individual electrode 34 with the bonding wire 52.

ここで、抵抗体層は、例えばTaSiO、NbSiO、TaSiNO、TiSiCO系の電気抵抗体材料からなる。導電体層は、例えば、Al、CuあるいはAlCu合金等の金属を主材料に構成される。そして、保護層39は、SiO膜、SiN膜、SiON膜あるいはSiC膜等の硬質で緻密な熱伝導性のある絶縁体材料から成る。ここで、保護層39の最表面に少なくともSiと炭素が含まれていると熱伝導性が高くなり好適である。この保護層39は、発熱素子アレイの一対の電極および発熱領域38を少なくとも被覆し、記録媒体の圧接あるいは摺接による磨耗、並びに大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する機能を有する。 Here, the resistor layer is made of, for example, TaSiO, NbSiO, TaSiNO, or TiSiCO based electric resistor material. The conductor layer is composed mainly of metal such as Al, Cu, or AlCu alloy, for example. The protective layer 39 is made of an insulating material having a hard and dense thermal conductivity such as a SiO 2 film, a SiN film, a SiON film, or a SiC film. Here, when at least Si and carbon are contained in the outermost surface of the protective layer 39, the thermal conductivity becomes high, which is preferable. This protective layer 39 covers at least the pair of electrodes and the heat generating region 38 of the heat generating element array, and protects against wear due to pressure contact or sliding contact of the recording medium, and corrosion due to contact with moisture contained in the atmosphere. Have

回路基板40は、上述したように、第1のフレキシブル基板41aと第2のフレキシブル基板41bからなるフレキシブル基板41、リジッド基板43、およびフレキシブル基板41に接着するセラミックス板60によって構成されている。第1のフレキシブル基板41aと第2のフレキシブル基板41bは、ヘッド基板30と副走査方向72に隣り合うように放熱板20の主面に配置され、ヘッド基板30と並行して主走査方向71に配列されている。この第1のフレキシブル基板41aと第2のフレキシブル基板41bには、第1の接続回路42が形成されている。   As described above, the circuit board 40 includes the flexible board 41 including the first flexible board 41 a and the second flexible board 41 b, the rigid board 43, and the ceramic plate 60 that adheres to the flexible board 41. The first flexible substrate 41 a and the second flexible substrate 41 b are arranged on the main surface of the heat sink 20 so as to be adjacent to the head substrate 30 in the sub-scanning direction 72, and in the main scanning direction 71 in parallel with the head substrate 30. It is arranged. A first connection circuit 42 is formed on the first flexible substrate 41a and the second flexible substrate 41b.

これ等のフレキシブル基板41は、例えばポリイミド等を絶縁体基材として用いた薄く柔軟性のあるプリント基板であり、例えば20μm〜400μmの厚さに形成されている。そして、この2分割されてなるフレキシブル基板41のヘッド基板30寄りの上面には、主走査方向71に沿って所要数の駆動用IC50が実装されている。駆動用IC50は、発熱素子を制御可能なスイッチング機能を有する制御素子である。ボンディングワイヤ52を介して、個別電極34に電気的に接続している。また、駆動用IC50は、ボンディングワイヤ64を介して、第1の接続回路42に電気的に接続している。   These flexible substrates 41 are thin and flexible printed substrates using, for example, polyimide or the like as an insulator base material, and are formed to have a thickness of 20 μm to 400 μm, for example. A required number of driving ICs 50 are mounted along the main scanning direction 71 on the upper surface of the flexible substrate 41 divided into two, which is close to the head substrate 30. The driving IC 50 is a control element having a switching function capable of controlling the heating element. It is electrically connected to the individual electrode 34 via the bonding wire 52. Further, the driving IC 50 is electrically connected to the first connection circuit 42 via the bonding wire 64.

駆動用IC50およびボンディングワイヤ52,54は、エポキシ系樹脂からなる封止体56によって封止されている。封止体56は、ヘッド基板30のフレキシブル基板41寄りの上面、および、フレキシブル基板41のヘッド基板30寄りの上面に対して、駆動用IC50およびボンディングワイヤ52,54を封止している。この封止体56は、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂塗液の塗布、100℃程度における数時間の加熱処理による熱硬化を通して、所定箇所に形成される。   The driving IC 50 and the bonding wires 52 and 54 are sealed by a sealing body 56 made of an epoxy resin. The sealing body 56 seals the driving IC 50 and the bonding wires 52 and 54 to the upper surface of the head substrate 30 near the flexible substrate 41 and the upper surface of the flexible substrate 41 near the head substrate 30. The sealing body 56 is formed at a predetermined position through application of an epoxy resin coating liquid which is a thermosetting resin and thermal curing by heat treatment at about 100 ° C. for several hours.

上記第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bは、例えばエポキシ系熱硬化型接着シート62によって、セラミックス板60に貼り付けられている。セラミックス板60は、例えばアルミナセラミックス等からなり、支持基板31と同じ材料により構成されていることが望ましい。ここで、セラミックス板60の貼り付けられた領域は、フレキシブル基板41の上面の封止体56に覆われた領域より大きいことが望ましい。なお、フレキシブル基板41とセラミックス板60の接着には、軟性のあるシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤、両面接着テープを用いてもよい。   The first flexible substrate 41a and the second flexible substrate 41b are attached to the ceramic plate 60 by, for example, an epoxy thermosetting adhesive sheet 62. The ceramic plate 60 is preferably made of, for example, alumina ceramic or the like and made of the same material as the support substrate 31. Here, the region where the ceramic plate 60 is attached is preferably larger than the region covered with the sealing body 56 on the upper surface of the flexible substrate 41. For bonding the flexible substrate 41 and the ceramic plate 60, a thermosetting resin adhesive such as a soft silicone resin or a double-sided adhesive tape may be used.

フレキシブル基板41は、セラミックス板60に種々の形態に貼り付けられて複合板を形成する。これについて図3に示す例を参照して説明する。図3(a)に示すように、第1のフレキシブル基板41aと第2のフレキシブル基板41bに2分割されたフレキシブル基板41が1枚のセラッミク板60に貼り付けられている。このセラミックス板は、支持基板31と同じような例えばアルミナセラッミクスからなり、厚さが例えば0.1mm〜1.0mm程度になる。   The flexible substrate 41 is bonded to the ceramic plate 60 in various forms to form a composite plate. This will be described with reference to the example shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the flexible substrate 41 divided into a first flexible substrate 41 a and a second flexible substrate 41 b is attached to one ceramic plate 60. This ceramic plate is made of, for example, alumina ceramics similar to the support substrate 31 and has a thickness of, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm.

ここで、第1のフレキシブル基板41aと第2のフレキシブル基板41bの主走査方向71における離間距離は、これ等のフレキシブル基板41の主走査方向71の長さあるいは副走査方向72の幅により適宜に決められる。また、フレキシブル基板41とセラミックス板60の主走査方向71における両縁端、およびそれ等の副走査方向72の先端が略同一位置になっている。但し、セラミックス板60の幅は、図中の破線で示されるようにフレキシブル基板41の幅より小さくなっている。   Here, the separation distance between the first flexible board 41a and the second flexible board 41b in the main scanning direction 71 is appropriately determined depending on the length of the flexible board 41 in the main scanning direction 71 or the width in the sub-scanning direction 72. It is decided. In addition, both edge ends of the flexible substrate 41 and the ceramic plate 60 in the main scanning direction 71 and their tips in the sub-scanning direction 72 are substantially at the same position. However, the width of the ceramic plate 60 is smaller than the width of the flexible substrate 41 as indicated by a broken line in the figure.

図3(b)では、第1のフレキシブル基板41a、第2のフレキシブル基板41bおよび第3のフレキシブル基板41cの3分割されたフレキシブル基板41が1枚のセラッミク板60の上面に貼り付けられている。あるいは、これ等のフレキシブル基板41とセラミックス板60の主走査方向71における両縁端の位置に違いがあり、セラミックス板60の両縁端がフレキシブル基板41の両縁端より外側にはみ出している。その他は、図3(a)で説明した態様になっている。   In FIG. 3 (b), the flexible substrate 41 that is divided into three, that is, the first flexible substrate 41 a, the second flexible substrate 41 b, and the third flexible substrate 41 c is attached to the upper surface of one ceramic plate 60. . Alternatively, there is a difference in the positions of both edge ends of the flexible substrate 41 and the ceramic plate 60 in the main scanning direction 71, and both edge ends of the ceramic plate 60 protrude outward from both edge ends of the flexible substrate 41. Other aspects are the same as those described with reference to FIG.

図3(c)では、セラミックス板60も2分割される場合が示される。すなわち、第1のフレキシブル基板41aの下面に第1のセラミックス板60aが貼り付けられている。同様に、第2のフレキシブル基板41bの下面に第2のセラミックス板60bが貼り付けられている。その他は、図3(a)で説明したような態様になっている。   FIG. 3C shows a case where the ceramic plate 60 is also divided into two parts. That is, the 1st ceramic board 60a is affixed on the lower surface of the 1st flexible substrate 41a. Similarly, the 2nd ceramic board 60b is affixed on the lower surface of the 2nd flexible substrate 41b. The other aspects are as described with reference to FIG.

その他、フレキシブル基板41とセラミックス板60の接着には種々の変形例がある。ここで、フレキシブル基板41あるいはセラミックス板60の分割は3を超える複数になっても構わない。これ等の分割数はサーマルプリントヘッドの主走査方向71の長さ等を勘案して適宜に決められる。また、フレキシブル基板41は、例えば第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bのように等分割でなく、それぞれ主走査方向71の長さが異なっても構わない。   In addition, there are various modifications for bonding the flexible substrate 41 and the ceramic plate 60. Here, the division of the flexible substrate 41 or the ceramic plate 60 may be more than three. The number of divisions is appropriately determined in consideration of the length of the thermal print head in the main scanning direction 71 and the like. Further, the flexible substrate 41 is not equally divided like the first flexible substrate 41a and the second flexible substrate 41b, for example, and the length in the main scanning direction 71 may be different.

一方、リジッド基板43は、放熱板20の上面側にあって、ヘッド基板30から離れた位置に配置されて、ヘッド基板30と並行して主走査方向71に延びている。すなわち、放熱板20の上面側に、ヘッド基板30、フレキシブル基板41、リジッド基板43の順に副走査方向72に配置される。このリジッド基板43は、例えばガラスエポキシ樹脂等を絶縁体基材として用いた、柔軟性のないプリント基板である。リジッド基板43は、例えば0.4mm〜2.0mmの厚さに形成されている。   On the other hand, the rigid substrate 43 is disposed on the upper surface side of the heat dissipation plate 20 and away from the head substrate 30, and extends in the main scanning direction 71 in parallel with the head substrate 30. That is, the head substrate 30, the flexible substrate 41, and the rigid substrate 43 are disposed in the sub-scanning direction 72 in this order on the upper surface side of the heat sink 20. The rigid substrate 43 is an inflexible printed substrate using, for example, a glass epoxy resin or the like as an insulator base material. The rigid substrate 43 is formed to a thickness of 0.4 mm to 2.0 mm, for example.

リジッド基板43には、第2の接続回路44が形成されていて、この第2の接続回路44は、フレキシブル基板41の第1の接続回路42に接続している。ここで、フレキシブル基板41のヘッド基板30から離れた端部、および、リジッド基板43のヘッド基板30寄りの端部には、それぞれ第1の接続回路42の端子部および第2の接続回路44の端子部が形成されていて、半田や異方性導電フィルム等によって、第1の接続回路42の端子部と第2の接続回路44の端子部とが接続されている、なお、本実施形態では、図2に示すように、半田45により接続されるようになっている。   A second connection circuit 44 is formed on the rigid substrate 43, and the second connection circuit 44 is connected to the first connection circuit 42 of the flexible substrate 41. Here, at the end of the flexible substrate 41 away from the head substrate 30 and the end of the rigid substrate 43 near the head substrate 30, the terminal portion of the first connection circuit 42 and the second connection circuit 44 are respectively provided. A terminal portion is formed, and the terminal portion of the first connection circuit 42 and the terminal portion of the second connection circuit 44 are connected by solder, an anisotropic conductive film, or the like. In this embodiment, As shown in FIG. 2, they are connected by solder 45.

また、リジッド基板43には、コネクタ46,47が取り付けられている。駆動電力および制御信号は、コネクタ46,47、第2の接続回路44、および、第1の接続回路42を介して、駆動用IC50に送られる。   Further, connectors 46 and 47 are attached to the rigid board 43. The driving power and the control signal are sent to the driving IC 50 via the connectors 46 and 47, the second connection circuit 44, and the first connection circuit 42.

次に、上記サーマルプリントヘッド10の製造における組み立て工程について概略説明する。例えば図3(a)に示したように、第1の接続回路42が形成された第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bがエポキシ系熱硬化型接着シート62によってセラミックス板60に貼り付けられたものを用意する。そして、これ等のフレキシブル基板41の上面であってヘッド基板30寄りの所定の領域に、例えばベアチップの駆動用IC50をマウントし搭載する。   Next, an assembly process in manufacturing the thermal print head 10 will be schematically described. For example, as shown in FIG. 3A, the first flexible substrate 41a and the second flexible substrate 41b on which the first connection circuit 42 is formed are attached to the ceramic plate 60 by the epoxy thermosetting adhesive sheet 62. Prepare the attached ones. Then, for example, a bare chip driving IC 50 is mounted and mounted on a predetermined region near the head substrate 30 on the upper surface of the flexible substrate 41.

そして、上述したように形成された所要数の上記発熱素子を有するヘッド基板30を熱伝導性のよい例えば両面接着テープからなる接着層21を介して放熱板20の上面に接着する。更に、フレキシブル基板41が貼り付けられたセラミックス板60、およびリジッド基板43を例えばシリコン樹脂接着剤からなる接着層21を介して放熱板20の上面に接着する。このようにして、放熱板20の上面にヘッド基板30および回路基板40が並置される。ヘッド基板30とフレキシブル基板41は、それ等の副走査方向72の両縁端が直線性を保つように突き合わされている。回路基板40において、フレキシブル基板41の第1の接続回路42は、例えば半田45により、リジッド基板43の第2の接続回路44に電気接続する。   Then, the head substrate 30 having the required number of the heating elements formed as described above is bonded to the upper surface of the heat radiating plate 20 via an adhesive layer 21 made of, for example, a double-sided adhesive tape with good thermal conductivity. Further, the ceramic plate 60 to which the flexible substrate 41 is attached and the rigid substrate 43 are bonded to the upper surface of the heat sink 20 via the adhesive layer 21 made of, for example, a silicon resin adhesive. In this way, the head substrate 30 and the circuit board 40 are juxtaposed on the upper surface of the heat sink 20. The head substrate 30 and the flexible substrate 41 are abutted so that both edges in the sub-scanning direction 72 maintain linearity. In the circuit board 40, the first connection circuit 42 of the flexible board 41 is electrically connected to the second connection circuit 44 of the rigid board 43 by, for example, solder 45.

そして、発熱素子アレイの全ての個別電極34を駆動用IC50の出力側のボンディングパッドに例えばAl線あるいはAu線から成るボンディングワイヤ52で電気接続する。また、駆動用IC50の入力側のボンディンブパッドをフレキシブル基板41の第1の接続回路42にボンディングワイヤ54で電気接続する。   Then, all the individual electrodes 34 of the heating element array are electrically connected to the bonding pads on the output side of the driving IC 50 by bonding wires 52 made of, for example, Al wires or Au wires. Further, the bonding pad on the input side of the driving IC 50 is electrically connected to the first connection circuit 42 of the flexible substrate 41 by the bonding wire 54.

次に、室温等の常温状態において、例えばエポキシの液状熱硬化性樹脂をシリンジなどにより駆動用IC50、ボンディングワイヤ52,54、およびそれら等の接続部に塗布する。そして、ヘッド基板30および回路基板40が並置された放熱板20を上述したような例えば100℃程度の高温状態に昇温し、数時間の加熱処理により熱硬化させて、硬質のエポキシ系樹脂からなる封止体56を形成する。上記昇温および高温状態において、金属製の放熱板20、ヘッド基板30、樹脂製のフレキシブル基板41が貼り付けられたセラミックス板60はそれぞれ熱膨張率が異なる。しかし、これ等の熱膨張率差は、上述した接着層21で吸収される。その後に常温状態に降温して、本実施形態のサーマルプリントヘッド10は出来上がる。   Next, in a normal temperature state such as room temperature, for example, an epoxy liquid thermosetting resin is applied to the driving IC 50, the bonding wires 52 and 54, and connection portions thereof using a syringe or the like. Then, the heat sink 20 on which the head substrate 30 and the circuit substrate 40 are juxtaposed is heated to a high temperature state such as about 100 ° C. as described above, and is thermally cured by a heat treatment for several hours, so that a hard epoxy resin is used. A sealing body 56 is formed. In the above temperature rise and high temperature states, the ceramic plates 60 to which the metal heat sink 20, the head substrate 30, and the resin flexible substrate 41 are attached have different coefficients of thermal expansion. However, these thermal expansion coefficient differences are absorbed by the adhesive layer 21 described above. Thereafter, the temperature is lowered to room temperature, and the thermal print head 10 of the present embodiment is completed.

本実施形態にかかるサーマルプリントヘッド10の効果について、図4乃至図6を参照して説明する。図4は、ヘッド基板の垂直方向73への湾曲を説明するための説明断面図である。ここで、垂直方向73は、ヘッド基板30の上面に対する垂直方向であり、主走査方向71および副走査方向72に直交する方向になる。図5は、本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの効果の説明に供する複合板(ヘッド基板/セラミックス板)の副走査方向の歪み量を示すグラフである。図6は、本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの効果の説明に供するヘッド基板の垂直方向の湾曲量を示すグラフである。   The effects of the thermal print head 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view for explaining the bending of the head substrate in the vertical direction 73. Here, the vertical direction 73 is a direction perpendicular to the upper surface of the head substrate 30, and is a direction orthogonal to the main scanning direction 71 and the sub-scanning direction 72. FIG. 5 is a graph showing the amount of distortion in the sub-scanning direction of a composite plate (head substrate / ceramic plate) used for explaining the effects of the thermal print head according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the amount of bending in the vertical direction of the head substrate for explaining the effect of the thermal print head according to the embodiment of the present invention.

図7で説明した従来の一般的なサーマルプリントヘッドにおいては、エポキシ系樹脂のような硬性封止材料からなる封止体156を形成すると、ヘッド基板130と回路基板140との熱膨張率の差によって、駆動用IC等の封止時に、ヘッド基板130が副走査方向72に凸状に湾曲する。   In the conventional general thermal print head described with reference to FIG. 7, if the sealing body 156 made of a hard sealing material such as an epoxy resin is formed, the difference in thermal expansion coefficient between the head substrate 130 and the circuit substrate 140. Thus, the head substrate 130 is curved in a convex shape in the sub-scanning direction 72 when the driving IC or the like is sealed.

これに対して、本実施形態では、複数に分割されたフレキシブル基板41がセラミックス板60に接着されている。   On the other hand, in this embodiment, the flexible substrate 41 divided into a plurality is bonded to the ceramic plate 60.

ここで、ヘッド基板30は、セラミックスからなる支持基板31、および、支持基板31より薄いガラス膜からなるグレーズ層32によって構成されている。よって、ヘッド基板30の熱膨張率は、全体として支持基板31のそれに近い。一方、本実施形態においては、分割された可撓性のフレキシブル基板41がセラミックス板60と接着し複合板を構成する。そのため、フレキシブル基板41の複合板の熱膨張率は、全体としてヘッド基板30の熱膨張率に近づく。   Here, the head substrate 30 includes a support substrate 31 made of ceramics and a glaze layer 32 made of a glass film thinner than the support substrate 31. Therefore, the thermal expansion coefficient of the head substrate 30 is close to that of the support substrate 31 as a whole. On the other hand, in this embodiment, the divided flexible flexible substrate 41 is bonded to the ceramic plate 60 to form a composite plate. Therefore, the thermal expansion coefficient of the composite board of the flexible substrate 41 approaches the thermal expansion coefficient of the head substrate 30 as a whole.

その結果、本実施形態にかかるサーマルプリントヘッドは、従来のサーマルプリントヘッドに比べて、駆動用IC50等の封止時に生じるヘッド基板30の副走査方向72への湾曲を小さくできる。その湾曲量(d)は、エポキシ系樹脂のような硬性封止材料に換えてシリコン樹脂のような軟性封止材料により封止体56を形成する場合に匹敵するようになる。   As a result, the thermal print head according to the present embodiment can reduce the curvature of the head substrate 30 in the sub-scanning direction 72 that occurs when the driving IC 50 and the like are sealed, as compared with the conventional thermal print head. The bending amount (d) is comparable to the case where the sealing body 56 is formed of a soft sealing material such as a silicon resin instead of a hard sealing material such as an epoxy resin.

また、セラミックス板60を支持基板31と同一材料(例えば、アルミナセラミックス)で構成することによって、熱膨張率の差を更に小さくでき、ヘッド基板30の湾曲は大きく低減する。また、セラミックス板60を、フレキシブル基板41の上面の封止体56に覆われた領域より大きくした場合には、更にヘッド基板30の湾曲を小さくできる。   In addition, by configuring the ceramic plate 60 with the same material as the support substrate 31 (for example, alumina ceramic), the difference in thermal expansion coefficient can be further reduced, and the curvature of the head substrate 30 is greatly reduced. Further, when the ceramic plate 60 is made larger than the area covered with the sealing body 56 on the upper surface of the flexible substrate 41, the curvature of the head substrate 30 can be further reduced.

ところで、回路基板がフレキシブル基板のみで構成されていると、コネクタが固定されず、サーマルプリントヘッドをプリンタに取り付ける作業が困難になる。また、フレキシブル基板は高価であるため、サーマルプリントヘッドも高価になってしまう。   By the way, if the circuit board is composed only of a flexible board, the connector is not fixed, and it is difficult to attach the thermal print head to the printer. Moreover, since the flexible substrate is expensive, the thermal print head is also expensive.

一方、本実施形態では、回路基板40がフレキシブル基板41およびリジッド基板43により構成されているため、コネクタ46,47が固定されて、サーマルプリントヘッドをプリンタに取り付ける作業が容易である。また、フレキシブル基板41に比べて安価なリジッド基板43を用いることによって、フレキシブル基板41の使用量を少なくして、サーマルプリントヘッド10のコストを抑えることができる。   On the other hand, in the present embodiment, since the circuit board 40 is constituted by the flexible board 41 and the rigid board 43, the connectors 46 and 47 are fixed, and the work of attaching the thermal print head to the printer is easy. Further, by using a rigid substrate 43 that is less expensive than the flexible substrate 41, the amount of the flexible substrate 41 used can be reduced, and the cost of the thermal print head 10 can be suppressed.

上述した効果は、フレキシブル基板41が分割されない一体構造にあり、それ以外は本実施形態で説明したのと同様になる場合であっても、略同様に奏される。このフレキシブル基板41を分割しない構造の回路基板40をサーマルプリントヘッドに適用する発明については、既に本願出願人により特願2009−222365号で特許出願されている。本実施形態のサーマルプリントヘッド10は、フレキシブル基板41の分割により、更に、ヘッド基板30の主走査方向71と副走査方向72に対する垂直方向への湾曲も小さくできる。すなわち、図4に示すように、放熱板20の上面に接着するヘッド基板30の垂直方向73に生じる湾曲において、その湾曲量dzが低減される。   The effects described above have an integrated structure in which the flexible substrate 41 is not divided, and the other effects are exhibited in substantially the same manner even when it is the same as that described in the present embodiment. Regarding the invention in which the circuit board 40 having a structure in which the flexible board 41 is not divided is applied to the thermal print head, a patent application has already been filed in Japanese Patent Application No. 2009-222365 by the applicant of the present application. The thermal print head 10 of this embodiment can further reduce the curvature of the head substrate 30 in the direction perpendicular to the main scanning direction 71 and the sub-scanning direction 72 by dividing the flexible substrate 41. That is, as shown in FIG. 4, the bending amount dz is reduced in the bending that occurs in the vertical direction 73 of the head substrate 30 that adheres to the upper surface of the heat sink 20.

図5では、例えば図3(a)で説明したようなフレキシブル基板41とセラッミクス板60が接着した複合板において、フレキシブル基板41の変形による歪みを調べた結果が示される。ここで、図5の横軸は、有効印画記録長(発熱領域38の主走査方向71の長さ)を示し、図5の縦軸は、複合板の副走査方向72における反り変形を歪み量として示す。この歪み量において、正値は副走査方向72に凸なる形状を表し、負値は逆に凹なる形状を表す。   FIG. 5 shows a result of examining distortion caused by deformation of the flexible substrate 41 in the composite plate in which the flexible substrate 41 and the ceramics plate 60 are bonded as described in FIG. 3A, for example. Here, the horizontal axis in FIG. 5 indicates the effective print recording length (the length of the heat generating area 38 in the main scanning direction 71), and the vertical axis in FIG. 5 indicates the warping deformation in the sub-scanning direction 72 of the composite plate. As shown. In this amount of distortion, a positive value represents a shape that is convex in the sub-scanning direction 72, and a negative value represents a shape that is concave.

図5中において、本実施形態では、図3(a)に示すようにフレキシブル基板41が第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bに2分割されている。このフレキシブル基板41の副走査方向72の幅は7mmである。これに対して、比較例1、比較例2および比較例3では、フレキシブル基板41は分割のない一体構造であり、それぞれ副走査方向72の幅が7mm、20mm、40mmである。ここで、本実施形態および比較例において、フレキシブル基板41の材質、セラミックス板60の形状および寸法は同じになっている。   In FIG. 5, in this embodiment, as shown in FIG. 3A, the flexible substrate 41 is divided into a first flexible substrate 41a and a second flexible substrate 41b. The width of the flexible substrate 41 in the sub-scanning direction 72 is 7 mm. On the other hand, in Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3, the flexible substrate 41 has an integral structure without division, and the width in the sub-scanning direction 72 is 7 mm, 20 mm, and 40 mm, respectively. Here, in this embodiment and the comparative example, the material of the flexible substrate 41 and the shape and dimensions of the ceramic plate 60 are the same.

図5に示したように、フレキシブル基板41が分割されない比較例では、有効印画記録長が増えると、複合板におけるフレキシブル基板41の副走査方向72に凹状の反りが生じてくる。特に、有効印画記録長が例えば10インチ以上になると、その歪み量が急増する。その凹状の反りは、フレキシブル基板41の副走査方向72の幅が小さくなると、顕著になる。しかし、その幅が40mmと大きくなると有効印画記録長に依存しなくなり、上記反りは極めて小さくなる。一方、本実施形態では、その複合板の副走査方向72の反りは、比較例3の場合と同様に小さく、しかも有効印画記録長にほとんど依存しなくなる。   As shown in FIG. 5, in the comparative example in which the flexible substrate 41 is not divided, when the effective print recording length increases, a concave warp occurs in the sub-scanning direction 72 of the flexible substrate 41 in the composite plate. In particular, when the effective print recording length is, for example, 10 inches or more, the amount of distortion increases rapidly. The concave warpage becomes prominent when the width of the flexible substrate 41 in the sub-scanning direction 72 is reduced. However, when the width becomes as large as 40 mm, the warp becomes extremely small since it does not depend on the effective print recording length. On the other hand, in this embodiment, the warpage of the composite plate in the sub-scanning direction 72 is small as in the case of the comparative example 3, and hardly depends on the effective print recording length.

そして、フレキシブル基板41の上面に封止体56を形成した後は、図6に示すように、本実施形態の場合には、ヘッド基板30の垂直方向の湾曲が比較例1に比べて小さくなる。ここで、図6の横軸は、有効印画記録長を示し、図6の縦軸は、ヘッド基板30の垂直方向73への湾曲量(dz)を示す。図6に示した比較例1では、有効印画記録長が増えると共に湾曲量は急増する。これに対して、本実施形態ではその湾曲量の増加は飽和するようになる。ここで、有効印画記録長が6インチ程度までは、本実施形態と比較例1における湾曲量は略同じであるが、それ以上になると比較例1の急増に対して、本実施形態における増加は抑制される。   Then, after the sealing body 56 is formed on the upper surface of the flexible substrate 41, as shown in FIG. 6, in the case of this embodiment, the vertical curvature of the head substrate 30 is smaller than that in the first comparative example. . Here, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the effective print recording length, and the vertical axis of FIG. 6 indicates the amount of bending (dz) of the head substrate 30 in the vertical direction 73. In Comparative Example 1 shown in FIG. 6, the amount of bending increases rapidly as the effective print recording length increases. On the other hand, in this embodiment, the increase in the amount of bending becomes saturated. Here, when the effective print recording length is up to about 6 inches, the amount of bending in the present embodiment and the comparative example 1 is substantially the same. It is suppressed.

本実施形態において、垂直方向の湾曲抑制の効果が生じる理由は以下のように推察される。サーマルプリントヘッドの製造における組み立て工程で説明したように、ヘッド基板30と、複合板(フレキシブル基板41/セラミックス板60)とを放熱板20の上面に並置し接着する場合、ヘッド基板30と複合板は、それ等の副走査方向72の両縁端が直線性を保つように突き合わされる。しかし、図5で説明したように、フレキシブル基板41の変形歪みに伴う複合板の凹状の反りにより、ヘッド基板30との間にその歪み量に相当する間隙ができる。そのため、封止体56の形成時に、エポキシ系樹脂が上記間隙を通してフレキシブル基板41上から放熱板20の主面まで達する樹脂流入が生じる。そして、その熱硬化において、流入した樹脂が硬化し垂直方向の湾曲が発生する。   In the present embodiment, the reason for the effect of suppressing the bending in the vertical direction is presumed as follows. As described in the assembly process in the manufacture of the thermal print head, when the head substrate 30 and the composite plate (flexible substrate 41 / ceramic plate 60) are juxtaposed and bonded to the upper surface of the heat sink 20, the head substrate 30 and the composite plate Are abutted so that both edges in the sub-scanning direction 72 maintain linearity. However, as described with reference to FIG. 5, due to the concave warp of the composite plate accompanying the deformation strain of the flexible substrate 41, a gap corresponding to the strain amount is formed between the head substrate 30. Therefore, when the sealing body 56 is formed, an inflow of the resin in which the epoxy resin reaches the main surface of the heat sink 20 from the flexible substrate 41 through the gap is generated. And in the thermosetting, the resin which flowed in hardens | cures and a vertical curve generate | occur | produces.

本実施形態では、フレキシブル基板41を第1のフレキシブル基板41aおよび第2のフレキシブル基板41bに分割することにより、上記間隙が小さくなり、ヘッド基板30における垂直方向の湾曲が抑制されたものと思われる。   In the present embodiment, the flexible substrate 41 is divided into the first flexible substrate 41a and the second flexible substrate 41b, so that the gap is reduced, and the vertical curvature of the head substrate 30 is suppressed. .

以上のようにして、本実施形態のサーマルプリントヘッドは、そのヘッド基板の副走査方向72および垂直方向73における湾曲が抑制される。このため、画像形成において、感熱記録媒体は、プラテンローラの押し付けによりヘッド基板30の発熱領域38との一様な接触ができる。そして、安定した高画質の画像形成が容易になる。また、プラテンローラのニップ幅が狭くなっても、高品質の印字画像の記録が可能になる。   As described above, the thermal print head according to the present embodiment suppresses bending of the head substrate in the sub-scanning direction 72 and the vertical direction 73. For this reason, in image formation, the thermal recording medium can be brought into uniform contact with the heat generation area 38 of the head substrate 30 by pressing the platen roller. Then, stable and high-quality image formation is facilitated. Further, even when the nip width of the platen roller is narrowed, high quality printed images can be recorded.

なお、便宜上、明細書においては「上面」および「下面」という文言を用いて説明した。「上面」と「下面」とは、互いに表裏の関係にあることを意味し、空間的な上下を意味するものではない。   For convenience, the description has been made using the terms “upper surface” and “lower surface”. The “upper surface” and the “lower surface” mean that they are in a relationship of front and back, and do not mean spatial top and bottom.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.

上述した実施形態のサーマルプリントヘッド10では、サーマルプリントヘッドにおいて、駆動用IC50がフレキシブル基板41でなく、ヘッド基板30上に搭載されるようになっていてもよい。   In the thermal print head 10 of the above-described embodiment, the driving IC 50 may be mounted on the head substrate 30 instead of the flexible substrate 41 in the thermal print head.

また、駆動用IC50の発熱素子あるいは回路基板との電気的な接続は、ワイヤーボンディングの他に、例えばボールバンプを用いたフリップチップボンディング等で行われるようになっていてもよい。   Further, the electrical connection of the driving IC 50 to the heat generating element or the circuit board may be performed by, for example, flip chip bonding using ball bumps in addition to wire bonding.

また、支持基板31、リジッド基板43およびセラミックス板60の放熱板20への接着は、それぞれ同じ材質の接着剤を用いてもよいし、互いに異なる接着剤を用いて行うようにしてもよい。   Further, the support substrate 31, the rigid substrate 43, and the ceramic plate 60 may be bonded to the heat radiating plate 20 using the same material or different adhesives.

また、本実施形態のサーマルプリントヘッド10では、1つの発熱素子で1ドットの印画を行う構造のものが示されているが、1つの発熱素子で2ドットの印字が可能な例の場合であってもよい。この場合、例えばインクリボンを用いた画像形成とその高速のオーバーコート処理が可能になる。   Further, the thermal print head 10 of the present embodiment shows a structure in which one dot is printed by one heating element, but this is an example in which two dots can be printed by one heating element. May be. In this case, for example, image formation using an ink ribbon and high-speed overcoat processing can be performed.

また、本実施形態のサーマルプリントヘッド10では、グレーズ層32が平坦になったいわゆるFG(Flat Glaze)構造の場合について説明している。ここで、グレーズ層32がパーシャルエッチング(PE)され、発熱抵抗部37の形成される領域が部分的に盛り上る構造のいわゆるPEG構造になっていてもよい。あるいは、グレーズ層32がその盛り上がり部分のみからなるいわゆるPG構造になっていても構わない。   In the thermal print head 10 of the present embodiment, a case of a so-called FG (Flat Glaze) structure in which the glaze layer 32 is flat has been described. Here, the glaze layer 32 may be partially etched (PE) so as to have a so-called PEG structure in which a region where the heating resistor portion 37 is formed is partially raised. Alternatively, the glaze layer 32 may have a so-called PG structure including only the raised portion.

最後に、本発明は、上述した封止体56が熱硬化性のポリイミド系樹脂からなる場合にも同様に適用できることに言及しておく。   Finally, it should be noted that the present invention can be similarly applied to the case where the sealing body 56 is made of a thermosetting polyimide resin.

10…サーマルプリントヘッド,20…放熱板,21…接着層,30…ヘッド基板,31…支持基板,32…グレーズ層,33…発熱抵抗体,34…個別電極,36…共通電極,37…発熱抵抗部,38…発熱領域,39…保護層,40…回路基板,41…フレキシブル基板(41a、41b),41a…第1のフレキシブル基板,41b…第2のフレキシブル基板,42…第1の接続回路,43…リジッド基板,44…第2の接続回路,45…半田,46,47…コネクタ,50…駆動用IC,52,54…ボンディングワイヤ,56…封止体,60…セラミックス板(60a、60b),60a…第1のセラミックス板,60b…第2のセラミックス板,62…接着シート,71…主走査方向,72…副走査方向,73…垂直方向,G…間隙   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thermal print head, 20 ... Heat sink, 21 ... Adhesive layer, 30 ... Head substrate, 31 ... Support substrate, 32 ... Glaze layer, 33 ... Heating resistor, 34 ... Individual electrode, 36 ... Common electrode, 37 ... Heat generation Resistor 38, heat generating region, 39 ... protective layer, 40 ... circuit board, 41 ... flexible board (41a, 41b), 41a ... first flexible board, 41b ... second flexible board, 42 ... first connection Circuit, 43 ... Rigid substrate, 44 ... Second connection circuit, 45 ... Solder, 46, 47 ... Connector, 50 ... Driving IC, 52, 54 ... Bonding wire, 56 ... Sealing body, 60 ... Ceramic plate (60a) 60b), 60a ... first ceramic plate, 60b ... second ceramic plate, 62 ... adhesive sheet, 71 ... main scanning direction, 72 ... sub-scanning direction, 73 ... vertical direction, G ... Chance

Claims (2)

放熱板と、
セラミックスからなる支持基板および該支持基板の上面に積層されたグレーズ層を有し、前記放熱板の上面に載置されて、前記グレーズ層の上面に主走査方向に配列された複数の発熱素子が形成されたヘッド基板と、
前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように前記放熱板の上面に載置されて、接続回路が形成された回路基板と、
前記回路基板の上面に載置されて、前記発熱素子および前記接続回路に電気接続された制御素子と、
前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面、前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面、および、前記制御素子を覆っているエポキシ系樹脂からなる封止体と、
を具備したサーマルプリントヘッドにおいて、
セラミックス板が前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように前記主走査方向に延びて前記放熱板の上面に載置され、
前記回路基板は、
前記制御素子が配置され、前記セラミックス板の上面に前記セラミックス板の主走査方向における両縁端が前記フレキシブル基板の両縁端より外側にはみ出して配置され且つ主走査方向に複数に分割されて第1の接続回路が形成されたフレキシブル基板と、
記放熱板の上面側であって前記ヘッド基板から離れた位置に配置されて、前記第1の接続回路に電気的に接続された第2の接続回路が形成されたリジッド基板と、を有していることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
A heat sink,
A plurality of heating elements, each having a support substrate made of ceramics and a glaze layer laminated on the upper surface of the support substrate, are placed on the upper surface of the heat sink and arranged in the main scanning direction on the upper surface of the glaze layer. A formed head substrate;
A circuit board mounted on the upper surface of the heat sink so as to be adjacent to the head substrate in the sub-scanning direction, and a connection circuit is formed;
A control element mounted on the upper surface of the circuit board and electrically connected to the heating element and the connection circuit;
An upper surface of the head substrate near the circuit substrate, an upper surface of the circuit substrate near the head substrate, and a sealing body made of an epoxy resin covering the control element;
In the thermal print head equipped with
A ceramic plate extends in the main scanning direction so as to be adjacent to the head substrate in the sub-scanning direction and is placed on the upper surface of the heat radiating plate,
The circuit board is
The control element is disposed, and both edges of the ceramic plate in the main scanning direction are arranged on the upper surface of the ceramic plate so as to protrude outward from both edges of the flexible substrate and are divided into a plurality of parts in the main scanning direction. A flexible substrate on which a connection circuit of 1 is formed ;
Are arranged on the upper surface side of the front Symbol radiating plate spaced apart from the head substrate, have a, a rigid substrate in which the second connection circuit is formed electrically connected to said first connection circuit A thermal print head characterized by
前記セラミックス板も主走査方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。   The thermal print head according to claim 1, wherein the ceramic plate is also divided into a plurality of parts in the main scanning direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6546497B2 (en) * 2015-09-29 2019-07-17 東芝ホクト電子株式会社 Thermal print head and thermal printer
JP2018051973A (en) * 2016-09-29 2018-04-05 東芝ホクト電子株式会社 Thermal print head
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749581A (en) * 1980-09-11 1982-03-23 Ricoh Co Ltd Connection between thermal head and heating-energizing circuit
JPS61115654U (en) * 1984-12-28 1986-07-22
JPH0646680Y2 (en) * 1985-04-30 1994-11-30 ローム株式会社 Thermal print head
JPH01196132A (en) * 1988-01-29 1989-08-07 Konica Corp Integrated circuit device
JP3503173B2 (en) * 1994-03-18 2004-03-02 富士通株式会社 Composite substrate and method of manufacturing the same
JPH0994991A (en) * 1995-09-29 1997-04-08 Toshiba Corp Thermal print head
JP2009226868A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Toshiba Hokuto Electronics Corp Thermal printing head
JP2011056707A (en) * 2009-09-08 2011-03-24 Toshiba Hokuto Electronics Corp Thermal print head and thermal printer

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