JP5822713B2 - サーマルヘッド、およびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッド、およびこれを備えるサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリあるいはビデオ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。例えば、基板と、基板上に複数設けられた発熱部と、発熱部と電気的に接続された基板の電極と、基板の電極の端子と電気的に接続された矩形状のガラスエポキシ基板とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１１８７０２号公報

しかしながら、基板の電極の端子とガラスエポキシ基板とを電気的に接続した場合に、基板およびガラスエポキシ基板の熱膨張係数の差に起因して、基板とガラスエポキシ基板とが剥離する可能性があった。ガラスエポキシのような硬質な材料により形成されたガラスエポキシ基板を用いると、特に、基板とガラスエポキシ基板とが剥離しやすい。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に複数設けられた発熱部と、該発熱部と電気的に接続された基板の電極と、該基板の電極の端子と電気的に接続された矩形状のガラスエポキシ基板と、を備え、該ガラスエポキシ基板は、該ガラスエポキシ基板の長手方向の一端部から他端部にわたって設けられたガラスエポキシ基板の電極を有し、該ガラスエポキシ基板の電極には、スリットが設けられており、前記ガラスエポキシ基板の長手方向の端部に位置する前記スリットの長さは、前記ガラスエポキシ基板の長手方向の中央部に位置する前記スリットの長さよりも長い。

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のサーマルヘッドと、複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、複数の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、基板とガラスエポキシ基板とが剥離する可能性を低減することができる。

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドのＩ−Ｉ線断面図である。 図１に示すサーマルヘッドの一実施形態を構成するガラスエポキシ基板の概略構成を示す分解斜視図である。 図３に示すガラスエポキシ基板の概略構成を示す平面図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。 本発明のサーマルヘッドの他の実施形態を構成するガラスエポキシ基板の電極の分解平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を構成するガラスエポキシ基板の電極の分解平面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を構成するガラスエポキシ基板の電極の分解平面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１，２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、ガラスエポキシ基板からなるプリント配線板５（printed circuit board 以下、「ＰＣＢ５」という）とを備えている。
なお、図１では、ＰＣＢ５の図示を省略し、ＰＣＢ５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、平面視して長方形状の基板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をアルミナセラミックスにより形成した場合、基板７の熱膨張係数は７×１０^−６／℃となる。

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。それにより、蓄熱層１３は、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およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１との間に介在し、図１に示すように、平面視して、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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に電圧が印加されたときに、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および複数のＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１が設けられている。共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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ＰＣＢ５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ＰＣＢ５に接続されることにより、ＰＣＢ５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１，２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。

なお、本実施形態では、上記のように共通電極１７のリード部１７ｃと個別電極１９とが発熱部９に接続されており、このリード部１７ｃと個別電極１９とが対向して配置されている。本実施形態では、このようにして、発熱部９に接続される電極配線が対になって形成されている。

複数のＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１は、駆動ＩＣ１１とＰＣＢ５とを接続するためのものである。図１，２に示すように、各ＩＣ−ＰＣＢ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の他方の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−ＰＣＢ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ＰＣＢ５に接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＰＣＢ５との間を電気的に接続している。

より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−ＰＣＢ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、電源電極、グランド電極、ＩＣ制御電極等を例示することができる。電源電極は、サーマルヘッドＸ１を動作させるための電源電流を供給するために設けられている。グランド電極は、駆動ＩＣ１１およびこの駆動ＩＣ１１に接続された個別電極１９を０〜１Ｖのグランド電位に保持するために設けられている。ＩＣ制御電極は、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に設けられている。

駆動ＩＣ１１は、図１，２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−ＰＣＢ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２に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子（不図示）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−ＰＣＢ接続電極２１の上記のグランド電極に接続されている。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−ＰＣＢ接続電極２１のグランド電極とが電気的に接続される。

上記の電気抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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、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およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１は、同じ工程によって同時に形成することができる。

図１，２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、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。

保護膜２５は、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣＮまたはダイヤモンドライクカーボン等により形成することができ、各組成の単層でもよく、これらの組成の複数の層を積層した構成としてもよい。そして、保護膜２５は、スパッタリング等の従来周知の薄膜形成技術を用いて作製することができる。なお、スクリーン印刷等の厚膜形成技術を用いて作製してもよい。

また、図１，２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およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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。図示例では、この被覆層２７は、蓄熱層１３の上面の保護層２５よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１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。

なお、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、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１，２に示すように、後述するＰＣＢ５を接続する共通電極１７の副配線部１７ｂおよびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１の端部は、被覆層２７から露出しており、ＰＣＢ５と接続されるようになっている。

また、被覆層２７は、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極１９およびＩＣ−ＰＣＢ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−ＰＣＢ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。

ここで、図３，４を用いてＰＣＢ５について詳細に説明する。

図３は、ＰＣＢ５の概略構成を示す分解斜視図である。図４は、ＰＣＢ５の内部に形成されたガラスエポキシ基板の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（以下、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと称する）の概略構成を示す平面図である。なお、図４に示す一点鎖線は、ＰＣＢ５の外周を示す。また、符号は、同一または類似する構成のものについて、例えば、「ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ」のように、同一の符号に小文字のアルファベットの付加符号を付することがある。また、この場合において、単に「ＰＣＢ５の電極６」というなど、上記の付加符号を省略することがあるものとする。また、図４においては、電源電極２０の一部を省略して示しており、図６〜８についても同様である。

ＰＣＢ５は、図１〜４に示すように、基板７の長手方向に沿って延びているとともに、矩形状をなしている。また、ＰＣＢ５は、平面視して、一方の長辺５ａと、一方の長辺５ａの反対側に位置する他方の長辺５ｂと、一方の長辺５ａおよび他方の長辺５ｂを接続する一方の短辺５ｃと、一方の短辺５ｃの反対側に位置するとともに一方の長辺５ａおよび他方の長辺５ｂを接続する他方の短辺５ｄとを有している。また、ＰＣＢ５は、一方の長辺５ａ側で基板７の共通電極１７の副配線部１７ｂおよび各ＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１に接続されている。そして、他方の長辺５ｂ側にコネクタ３１が接続されるコネクタ用端子３２が複数個設けられている。

ＰＣＢ５は、上下に設けられたカバー部材４と、パターニングされた複数のＰＣＢ５の電極６と、ＰＣＢ５の電極６の間に配置され、隣り合うＰＣＢ５の電極６同士の電気的な導通を防ぐ基材８とを有している。なお、図３では、カバー部材４、ＰＣＢ５の電極６、および基材８を簡略化して示しているが、実際は、ＰＣＢ５の電極６はパターニングされており、基材８の一部の領域には、隣り合うＰＣＢ５の電極６を導通させるためのスルーホール１０，１２，１４が設けられている。スルーホール１０，１２，１４は、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび基材８ａ，８ｂ，８ｃを貫通するように設けられており、内部にＰＣＢ５の電極６と同等の材料により形成された導体（不図示）を備えている。なお、電気的に接続するＰＣＢ５の電極６同士の間の基材８のみに、スルーホール１０を設けてもよい。

ＰＣＢ５は、下側に設けられたカバー部材４ｂ上に、ＰＣＢ５の電極６ｄ、基材８ｃ、ＰＣＢ５の電極６ｃ、基材８ｂ、ＰＣＢ５の電極６ｂ、基材８ａおよびＰＣＢ５の電極６ａが積層されており、最上面にカバー部材４ａが設けられている。ＰＣＢ５の電極６は、一部を除きカバー部材４および基材８により覆われており、外部から絶縁された状態で配置されている。そして、ＰＣＢ５の電極６の一部は、他のＰＣＢ５の電極６とスルーホー
ル１０を介して電気的に接続されている。また、最下層に設けられたＰＣＢ５の電極６ｄは、下側に設けられたカバー部材４ｂの一方の側から突出しており、突出したＰＣＢ５の電極６ｄが、ヘッド基体３に設けられた共通電極１７およびＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１と電気的に接続されている。これにより、ヘッド基体３とＰＣＢ５とが電気的に接続されることとなる。

ＰＣＢ５は、上記のように、カバー部材４、ＰＣＢ５の電極６、および基材８が積層されており、本実施形態においては、ＰＣＢ５の厚みは、２００〜５００μｍとなっている。また、本実施形態においては、ＰＣＢ５の熱膨張係数は、１３〜１５×１０^−６／℃となっている。

カバー部材４は、ソルダーレジストにより形成されており、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により形成されている。カバー部材４の厚みは、１０〜３０μｍであることが好ましい。

基材８は、エポキシ樹脂あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料により形成されている。ＰＣＢ５の中央部に位置する基材８ｂは硬化したエポキシ樹脂を、基材８ａ，８ｃはエポキシ樹脂を半硬化状態でシート状に形成したプリプレグを用いて、ＰＣＢ５の電極６とプリプレグとを積層した後に硬化することにより、エポキシ樹脂からなる基材８により挟持されたＰＣＢ５を作製してもよい。基材８の厚みは、５０〜７０μｍであることが好ましい。また、基材８は、ＰＣＢ５の電極６同士を電気的に導通するために、スルーホール１０，１２，１４が設けられている。そして、スルーホール１０，１２，１４と導通しないＰＣＢ５の電極６は、電極パターンにパターン非形成部１０，１２，１４が設けられている。図４においては、スルーホールは黒丸１０，１２，１４にて示して示しており、スルーホール１０，１２，１４に導通されないパターン非形成部は白丸１０，１２，１４にて示している。

ＰＣＢ５の電極６は、外部に設けられた電源とサーマルヘッドＸ１とを電気的に導通する機能を有しており、複数の電極を有している。ＰＣＢ５の電極６は、グランド電極１６、ＩＣ制御電極１８、電源電極２０とを有している。そして、詳細は後述するが、ＰＣＢ５のグランド電極１６、ＩＣ制御電極１８、および電源電極２０は、基板７のグランド電極１６、ＩＣ制御電極１８、および電源電極２０と電気的に接続されている。なお、図示していないが、ＰＣＢ５の電極６は、基板７の共通電極等の各種電極に対応する電極を有している。

ＰＣＢ５の電極６は、圧延Ｃｕまたは電解Ｃｕをパターニングして形成されている。ＰＣＢ５の電極６は、導電性の金属または合金により形成されていればよく、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ等の金属を用いればよい。ＣｕによりＰＣＢ５の電極６を形成した場合、ＰＣＢ５の電極６の熱膨張係数は１６．５×１０^−６／℃となり、ＡｌによりＰＣＢ５の電極６を形成した場合、ＰＣＢ５の電極６の熱膨張係数は２３．５×１０^−６／℃となる。なお、本実施形態においては、Ｃｕにより形成されたものとして説明する。

以下、ＰＣＢ５を構成する各ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄについて説明する。

ＰＣＢ５の電極６ａは、ＰＣＢ５の長手方向の一端部から他端部わたってグランド電極１６が設けられている。グランド電極１６は、ＰＣＢ５の幅方向の一端部から他端部にわたって設けられており、ＰＣＢ５の略全域にわたって設けられている。

ＰＣＢ５の電極６ａは、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に、スルーホール１２ａが設けら
れている。スルーホール１２ａは、ＰＣＢ５の長手方向の両端部に設けられおり、ＰＣＢ５の電極６ｄにおけるスルーホール１２ｄと電気的に接続されている。また、スルーホール１０ａ，１４ａもＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数個設けられているが、ＰＣＢ５の電極６とは電気的に接続されていない。また、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側には、複数のコネクタ用端子３２ａが設けられており、コネクタ（不図示）を介して外部の電源と接続されている。

ＰＣＢ５の電極６ａは、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数のスリット２２が設けられている。そのため、ＰＣＢ５の長手方向にわたって設けられたグランド電極１６は、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側がスリット２２により切り欠かれることとなる。それにより、ＰＣＢ５に基板７よりも大きく伸縮する変形が生じた場合においても、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に設けられたスリット２２が応力を緩和するため、ＰＣＢ５の電極６ａの内部に生じる応力を緩和することができ、基板７とＰＣＢ５との剥離（以下、単に「剥離」と称する）が生じる可能性を低減することができる。

また、圧延Ｃｕにより形成されたＰＣＢ５の電極６ａはヤング率が１３０ＧＰａであり、ガラスエポキシにより形成されたＰＣＢ５はヤング率が１５ＧＰａであるため、ＰＣＢ５の電極６ａは、ＰＣＢ５に比べてヤング率の高い構成となっている。そのため、熱を加えて基板７とＰＣＢ５とを接合した後、温度が低下する際にヤング率の高いＰＣＢ５の電極６ａが、ＰＣＢ５の縮む変形に対して突っ張ることになる。これに対して、サーマルヘッドＸ１は、ＰＣＢ５の電極６ａにスリット２２が設けられているため、スリット２２が応力を緩和することにより、ＰＣＢ５の電極６ａがＰＣＢ５の縮む変形に追従して変形することができる。それにより、ＰＣＢ５の内部に応力集中が生じることを抑えることができ、剥離する可能性を低減することができる。

ＰＣＢ５の電極６ｂは、ＩＣ制御電極１８により構成されている。ＩＣ制御電極１８は、ＩＣを制御するための信号を供給するための電極であり、それぞれが他のＩＣ制御電極１８と独立して設けられている。ＩＣ制御電極１８の一端部はスルーホール１４ｂに接続されており、他端部はコネクタ用端子３２ｂに接続されている。スルーホール１４ｂは、ＰＣＢ５の電極６ｄに設けられたＩＣ制御電極１８と、ＰＣＢ５の電極６ｂに設けられたＩＣ制御電極１８とを接続している。そのため、コネクタを介して外部電源とヘッド基体３とを接続することができる。また、スルーホール１０ｂ，１２ｂは、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数個設けられているが、ＰＣＢ５の電極６とは電気的に接続されていない。なお、図４ではＩＣ制御電極１８が４本のみ記載した例を示したが、実際は電源電極２０に対応する個数のＩＣ制御電極１８が設けられている。

ＰＣＢ５の電極６ｃは、電源電極２０により構成されている。電源電極２０はサーマルヘッドＸ１に電源を供給するものであり、サーマルヘッドＸ１の電源電極の機能を有している。ＰＣＢ５の電極６ｃを構成する電源電極２０は、ＰＣＢ５の長手方向の一端部から他端部わたって設けられており、ＰＣＢ５の幅方向の一端部から他端部にわたって設けられている。そのため、ＰＣＢ５の略全域にわたって設けられている。

ＰＣＢ５の電極６ｃは、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に、スルーホール１０ｃ，１２ｃ，１４ｃが設けられている。スルーホール１０ｃは、ＰＣＢ５の長手方向の両端部に設けられており、ＰＣＢ５の電極６ｄのスルーホール１０ｄと電気的に接続されている。また、ＰＣＢ５の長手方向における両端部にスルーホール１２ｃ，１４ｃが通るためのパターン非形成部１２ｃ，１４ｃが設けられている。そのため、ＰＣＢ５の電源５ｃと、スルーホール１２ｃ，１４ｃとは電気的に接続されていない。また、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側には、複数のコネクタ用端子３２ａが設けられており、コネクタ（不図示）を介して外部の電源と接続されている。

ＰＣＢ５の電極６ｃは、ＰＣＢ５の一方の長辺に複数のスリット２２が設けられている。そのため、ＰＣＢ５の長手方向にわたって設けられた電源電極２０は、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側がスリット２２により切り欠かれることとなる。それにより、ＰＣＢ５に基板７よりも大きく伸縮する変形が生じた場合においても、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側の電源電極２０に設けられたスリット２２が応力を緩和するため、電源電極２０の内部に生じる応力を緩和することができ、剥離が生じる可能性を低減することができる。同様に、ＰＣＢ５の電極６ｃは、ＰＣＢ５の変形に追従して変形することができるため、ＰＣＢ５の内部に応力集中が生じることを抑えることができ、剥離する可能性を低減することができる。

ＰＣＢ５の電極６ｄは、グランド電極１６、ＩＣ制御電極１８、および電源電極２０を有している。グランド電極１６は、ＰＣＢ５の長手方向の一端部から他端部にわたって配置されており、ＰＣＢ５の一方の長辺５側に一部設けられていない領域がある。この領域はＰＣＢ５の長手方向における両端部に設けられており、ＩＣ制御電極１８および電源電極２０がこの領域に設けられている。そして、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に位置する２点鎖線で囲む領域Ａが、基板７の電極の端子と接続されるＰＣＢ５の電極６の端子として機能する。そのため、領域Ａは、カバー部材４ｂよりも外側に配置され、外部に露出している。

ＰＣＢ５の電極６ｄのグランド電極１６は、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数のスリット２２を有している。そのため、上述したように、ＰＣＢ５の長手方向にわたって設けられたグランド電極１６は、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側がスリット２２により切り欠かれることとなる。それにより、剥離が生じる可能性を低減することができる。同様に、ＰＣＢ５の電極６ｃは、ＰＣＢ５の変形に追従して変形することができるため、ＰＣＢ５の内部に応力集中が生じることを抑えることができ、剥離する可能性を低減することができる。

これらのＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、基材８と、カバー部材４とを積層してＰＣＢ５は形成されている。図４に示すように、サーマルヘッドＸ１は、各ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに設けられたスリット２２が、平面視して、ＰＣＢ５の長手方向に同等の位置に設けられている。このように、平面視して、スリット２２を同等の位置に設けることで、この部位がＰＣＢ５の応力を緩和する部位として機能する。それにより、基板７とＰＣＢ５との剥離を低減することができる。

次に、図２を用いて、基板７とＰＣＢ５との接続方法について説明する。図２において、ＰＣＢ５は、簡略化して示してある。

ＰＣＢ５は、一方の長辺５ａ側にてＰＣＢ５の電極６が露出しており、基板７の電極であるＩＣ−ＰＣＢ接続電極２１と導電部材３２を介して接続されている。導電部材３２は、例えば、導電性導電部材である半田材料、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）等を例示することができる。そして、ＰＣＢ５は、ＰＣＢ５の下面に両面テープや接着剤等（不図示）によって放熱体１の突起部１ｂに接着されている。

半田材料を用いて接続する場合、はんだ材料を溶融させて接合する必要があり、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側の温度を上昇させる必要がある。また、ＡＣＦを用いて接続する場合、ＡＣＦを熱圧着する必要があり、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側の温度を上昇させる必要がある。そのため、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に熱応力が生じることとなる。

これに対して、サーマルヘッドＸ１は、ＰＣＢ５の電極６が、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数のスリット２２を有することから、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に熱応力が生じた場合においても、スリット２２が熱応力を緩和するように機能して、ＰＣＢ５に生じる応力を緩和することができる。

サーマルヘッドＸ１は、ＰＣＢ５の長手方向に一端部から他端部のかけて設けられたＰＣＢ５の電極６にスリット２２が設けられていることから、スリット２２によりＰＣＢ５の内部に生じる応力を緩和することができ、剥離が生じる可能性を低減することができる。同様に、ＰＣＢ５の電極６ｃは、ＰＣＢ５の変形に追従して変形することができるため、ＰＣＢ５の内部に応力集中が生じることを抑えることができ、剥離する可能性を低減することができる。

また、スリット２２がＰＣＢ５の幅方向に設けられていることから、ＰＣＢ５、およびＰＣＢ５の電極６が変形した場合に、変形により生じた応力を有効に緩和することができる。特に、ＰＣＢ５の電極６が、ＰＣＢ５の長手方向の一端部から他端部にわたって設けられているため、ＰＣＢ５の長手方向に対して大きく変形することから、ＰＣＢ５に生じる応力を有効に緩和することができる。

なお、本明細書においては、スリット２２は細長い切れ込みを意味する。スリット２２の幅としては、１００〜３００μｍ程度であると、電気的な抵抗の増加および剛性の観点から好ましい。また、サーマルヘッドＸ１では、ＰＣＢ５の幅方向にスリット２２を設けた例を示したがこれに限定されるものではない。ＰＣＢ５の長手方向に沿ってスリット２２を設けてもよく、ＰＣＢ５の長手方向に対して斜めに設けてもよい。また、スリット２２をＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に設けた例を示したが、ＰＣＢ５の他方の長辺５ａ側に設けてもよく、一方の短辺５ｃおよび他方の短辺５ｄに設けてもよい。

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５を参照しつつ説明する。図５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５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５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Ｘ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５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６を用いて、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、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側にもスリット２４が設けられている。また、ＰＣＢ５の長手方向における両端部に設けられたスリット２２，２４の長さが、ＰＣＢ５の長手方向における中央部に設けられたスリット２２，２４の長さよりも長い構成を有している。その他の点はサーマルヘッドＸ１と同様である。

サーマルヘッドＸ２は、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄに、複数のスリット２２，２４が設けられている。ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄは、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側にスリット２２が設けられ、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側にスリット２４が設けられている。そして、スリット２２およびスリット２４は、平面視して、ＰＣＢ５の長手方向に対してずれるように入れ子式に配置されている。そのため、ＰＣＢ５の長手方向において、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄは、ＰＣＢ５の幅方向に極端に短い部分がない構成となる。それにより、サーマルヘッドＸ２では、スリット２２，２４を設けた場合においても、極端に電気抵抗が増大することを抑えることができる。さらに、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側だけではなく、他方の長辺５ｂ側にもスリット２４を設けることにより、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄが、長手方向に柔軟に変形することが可能となる。それにより、ＰＣＢ５の変形にＰＣＢ５の電極６が柔軟に追従することができ、ＰＣＢ５の内部に生じる応力を低減することができる。それにより、ＰＣＢ５と基板７との接続部である導電部材３３（図２参照）に、生じる応力を低減することができ、基板７とＰＣＢ５との剥離の可能性を低減することができる。

ここで、基板とＰＣＢの一方の長辺とが導電部材により接合された場合、基板とＰＣＢとの変形量の違いに起因して、導電部材に応力が生じることとなる。この応力は、変形量の大きい長手方向における両端部に大きな応力が生じることとなる。それにより、基板とＰＣＢとが長手方向における両端部にて剥離が生じる可能性がある。

これに対して、サーマルヘッドＸ２は、ＰＣＢ５の長手方向における両端部に設けられたスリット２２，２４の長さが、ＰＣＢ５の長手方向における中央部に設けられたスリット２２，２４の長さよりも長い構成となっているため、ＰＣＢ５の両端部の変形にＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃが柔軟に追従することが可能となる。そのため、長手方向における両端部において、基板７とＰＣＢ５との剥離が生じる可能性を低減することができる。なお、ＰＣＢ５の電極６ｄにおいても、ＰＣＢ５の長手方向における両端部に他のスリット２２，２４に比べて長いスリット２２，２４を設けてもよい。

なお、サーマルヘッドＸ２においては、ＰＣＢ５の電極６の両端部に長さの長いスリットを設けた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、一方の短辺５ｃ側の
みのスリット２２，２４を長くしてもよく、他方の短辺５ｄ側のみのスリット２２，２４を長くしてもよい。

＜第３の実施形態＞
図７を用いて、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、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に複数のスリット２２が設けられており、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側に複数のスリット２４が設けられている。そして、隣り合うスリット２２およびスリット２４同士の間隔が、ＰＣＢ５の長手方向の中央部に比べてＰＣＢ５の長手方向の両端部が短い構成となっている。その他の構成はサーマルヘッドＸ１と同様である。

図７に示すように、ＰＣＢ５の長手方向において、両端部に位置するスリット２２同士の間隔が、中央部に位置するスリット２２同士の間隔より短い構成となっている。より詳細には、スリット２２同士の間隔Ｗ１は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて短くなっている。同様に、ＰＣＢ５の長手方向において、両端部に位置するスリット２４同士の間隔が、中央部に位置するスリット２４同士の間隔より短い構成となっている。より詳細には、スリット２４同士の間隔Ｗ２は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて短くなっている。そのため、ＰＣＢ５の電極６は、中央部に比べて両端部に多くのスリット２２，２４を有することとなる。それにより、ＰＣＢ５と基板７との変形量の差が大きくＰＣＢ５に生じる応力が大きい両端部においても、スリット２２，２４が、応力を緩和することにより、剥離が生じることを抑えることができる。

なお、ＰＣＢ５の一方の主面５ａに設けられたスリット２２およびＰＣＢ５の他方の主面５ｂに設けられたスリット２４ともに、スリット２２，２４同士の間隔が中央部に比べて両端部が短い構成を示したが、どちらか一方のみスリット２２またはスリット２４同士の間隔が中央部に比べて両端部が短い構成としてもよい。また、スリット２２，２４同士の間隔が中央部に比べて両端部が短い構成とし、かつ両端部に設けられたスリット２２，２４の長さが、中央部に設けられたスリット２２，２４の長さ長い構成としてもよい。その場合、さらにＰＣＢ５の両端部に生じる応力をさらに緩和することができ、剥離の生じる可能性の低減したサーマルヘッドＸ３とすることができる。

＜第４の実施形態＞
図８を用いて、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、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄに、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に、長手方向に沿った細孔２６が複数個設けられている。その他の構成は、サーマルヘッドＸ１と同様である。

サーマルヘッドＸ４は、ＰＣＢ５の電極６ａ，６ｃ，６ｄに、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に、長手方向に沿った細孔２６が複数個設けられている。細孔２６は、基板の電極とＰＣＢ５の電極６とが接続される領域Ａよりも、ＰＣＢ５の他方の長辺５ｂ側に複数個設けられている。各細孔２６は、ＰＣＢ５の長手方向に列状に配置されており、それぞれの細孔２６が所定の間隔をあけて配置されている。

ここで、上述したように、基板とＰＣＢとを接合するために、基板とＰＣＢとの接合部に熱を加えるため、ＰＣＢの一方の長辺側が高温に曝され、接合時に生じた熱が、金属であるＰＣＢの電極を通じてＰＣＢの全体にまで熱伝導して、ＰＣＢの熱膨張が大きくなる場合がある。

これに対して、サーマルヘッドＸ４は、ＰＣＢ５の一方の長辺５ａ側に、長手方向に沿った細孔２６が複数個設けられているため、細孔２６は、基板７とＰＣＢ５との接合時に
生じた熱がＰＣＢ５の電極６を通じて熱伝導することを有効に抑えることができる。

ＰＣＢ５の電極６ａに設けられた細孔２６は、長手方向に同じ長さで形成されており、長手方向にて等間隔に配置されている。そして、スリット２２，２４が設けられた位置の幅方向に対応する位置には、細孔２６が設けられていない構成となっている。そのため、ＰＣＢ５の幅方向に見たとき、ＰＣＢ５の電極６ａの面積が少ない部位が生じておらず、ＰＣＢ５の電極６ａに電気抵抗の高い部位が生じることを抑えることができる。

また、ＰＣＢ５の電極６ｃに設けられた細孔２６は、ＰＣＢ５の長手方向の中央部に設けられた細孔２６の長さが、ＰＣＢ５の長手方向の両端部に設けられた細孔２６の長さよりも長い構成となっている。そのため、他の部位に比べて高温になる可能性のある中央部の熱をＰＣＢ５に熱伝導することを抑えることができる。

さらにまた、両端部に位置する隣接する細孔２６同士の間隔が、中央部に位置する隣接する細孔２６同士の間隔よりも短い構成となっている。それにより、変形量の大きいＰＣＢ５の両端部においても、基板７とＰＣＢ５との剥離が生じることを抑えることができる。

ＰＣＢ５の電極６ｄに設けられた細孔２６は、長さの長い細孔２６が、長手方向における両端部および中央部に設けられている。そして、中央部に設けられた細孔２６は、ＰＣＢ５の他方の主面５ｂ側に設けられており、コネクタ用端子３２に隣接して配置されている。そのため、接合時に生じる熱がコネクタ用端子３２に熱伝導することを抑えることができる。それにより、コネクタ用端子３２が熱膨張により変形することを抑えることができ、サーマルヘッドＸ４の歩留まりを向上させることができる。

なお、細孔２６のＰＣＢ５の長手方向における長さを、細孔２６を設ける位置によって変更する例を示したが、細孔２６の幅を、細孔２６を設ける位置によって変更してもよい。例えば、ＰＣＢ５の電極６ｄにおいて、両端部のＰＣＢ５の電極６ｄが細くなっている位置に細孔２６を設ける場合、細孔２６の幅を細くすることにより、電気抵抗が上昇する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〜Ｘ４をサーマルプリンタＺ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〜Ｘ４を組み合わせてもよい。

例えば、発熱体１５が端面に設けられた端面ヘッドに本発明を用いてもよく、折り返し電極を有するサーマルヘッドに本発明を用いてもよい。

また、サーマルヘッドＸ１では、蓄熱層１３に隆起部１３ｂが形成され、隆起部１３ｂ上に電気抵抗層１５が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３に隆起部１３ｂを形成せず、電気抵抗層１５の発熱部９を、蓄熱層１３の下地部１３ｂ上に配置してもよい。または、蓄熱層１３を形成せず、基板７上に電気抵抗層１５を配置してもよい。

また、サーマルヘッドＸ１では、電気抵抗層１５上に共通電極１７および個別電極１９が形成されているが、共通電極１７および個別電極１９の双方が発熱部９（電気抵抗体）に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３上に共通電極１７および個別電極１９を形成し、共通電極１７と個別電極１９との間の領域のみに電
気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。

また、ＰＣＢ５がＰＣＢ５の電極６を４層積層した例を示したが、ＰＣＢ５の電極６が単層でもよく、また、４層以外の積層したものでもよい。

Ｘ１〜Ｘ４ 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
４ カバー部材
５ ガラスエポキシ基板
６ ガラスエポキシ基板の電極
７ 基板
８ 基材
９ 発熱部（電気抵抗体）
１０，１２，１４ スルーホール
１１ 駆動ＩＣ
１７ 共通電極
１７ａ 主配線部
１７ｂ 副配線部
１７ｃ リード部
１９ 個別電極
２１ ＩＣ−ＰＣＢ接続電極
２２ スリット
２５ 保護層
２７ 被覆層

Claims (7)

1. 基板と、
   該基板上に複数設けられた発熱部と、
   該発熱部と電気的に接続された基板の電極と、
   該基板の電極の端子と電気的に接続された矩形状のガラスエポキシ基板と、を備え、
   該ガラスエポキシ基板は、該ガラスエポキシ基板の長手方向の一端部から他端部にわたって設けられたガラスエポキシ基板の電極を有し、
   該ガラスエポキシ基板の電極には、スリットが設けられており、
   前記ガラスエポキシ基板の長手方向の端部に位置する前記スリットの長さは、前記ガラスエポキシ基板の長手方向の中央部に位置する前記スリットの長さよりも長いことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記ガラスエポキシ基板の電極には、該ガラスエポキシ基板の幅方向に前記スリットが設けられている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記ガラスエポキシ基板は、一方の長辺が前記基板と導電部材を介して接続されており、
   前記ガラスエポキシ基板の電極には、該ガラスエポキシ基板の前記一方の長辺側に複数の前記スリットが設けられている、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記ガラスエポキシ基板の電極には、前記ガラスエポキシ基板の他方の長辺側に前記スリットが設けられており、
   前記ガラスエポキシ基板の他方の長辺側に設けられた前記スリットは、該ガラスエポキシ基板の長手方向において、前記ガラスエポキシ基板の一方の長辺側に設けられた前記スリットと異なる位置に配置されている、請求項３に記載のサーマルヘッド。
5. 前記ガラスエポキシ基板の長手方向の端部に位置する前記スリット同士の間隔が、前記ガラスエポキシ基板の長手方向の中央部に位置する前記スリット同士の間隔よりも短い、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
6. 前記ガラスエポキシ基板は、一方の長辺が前記基板と導電部材を介して接続されており、
   前記ガラスエポキシ基板の電極は、前記ガラスエポキシ基板の前記一方の長辺側に、該
   ガラスエポキシ基板の長手方向に沿った細孔が設けられている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
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、前記複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記複数の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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