JPH03124456A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は印字ヘッドに関する。

［従来の技術］ 従来、プリンタ等に用いられる印字ヘッドとして、感熱
タイプのサーマル印字ヘッドが知られている。この種の
印字ヘッドは、薄膜形成技術によりセラミック基板上に
絶縁層を介して多数の発熱抵抗層および電極をパターニ
ングして並列形成し、これらを酸化防止層および耐摩耗
層で覆った構造となっている。この印字ヘッドで印字を
行なうためには、印字ヘッドをフレキシブルコネクタ等
でドライブユニットに接続し、このドライブユニットで
印字ヘッドの発熱抵抗層を選択的に発熱させる必要があ
る。この場合、ドライブユニー２トは配線基板にＩＣチ
ップを設けたものであり、この基板がフレキシブルコネ
クタ等により印字ヘッドに電気的に接続されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述した印字ヘッドでは、素材が高価であり、
しかも製作に高い精度が要求されるため、生産性が悪く
、当然高価なものになるという問題がある。また、この
印字ヘッドはフレキシブルコネクタ等でドライブユニッ
トに接続しなければならないが、印字へンドの゛屯極が
微細ピッチで極めて多数並列されているものであるから
、その接続作業が非濠率的であるという問題もある。さ
らに、上述した印字ヘッドでは発熱抵抗層を覆って保護
する耐摩耗層が平坦であるから、発熱抵抗層と対応する
部分を良好に記録紙等に当て難いという問題がある。特
に、ファクシミリ等に用いられるラインプリンタでは上
述した問題が顕著に現われ、ｇ用な印字が得られない。

この発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、素材が
安価で生産性にすぐれ、かつ発熱部分を簡単かつ確実に
記録紙等に当てがうことのできる印字ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段コ この発明は上述した目的を達成するために、可撓性を有
する耐熱性絶縁フィルムに各々所定箇所を断線する間隙
部が設けられた複数の配線リードを並列形成し、この各
配線リードの間隙部に発熱抵抗層を被着して絶縁保護膜
で覆って保護したうえ、前記発熱抵抗層に選択的に発熱
電流を供給する駆動素子を前記配線リードに直接接合し
、これにより発熱ヘッド基板を構成し、この発熱ヘッド
基板を前記発熱抵抗層の箇所で前記絶縁保護膜を外側に
して折り返し、この折り返し部分に支持体を設けて前記
発熱ヘッド基板を支持したことにある。

［作　用］ このような印字ヘッドでは、ベース部材として耐熱性絶
縁フィルムを用いているから、従来のセラミック基板等
に比べ極めて安価である。また、各発熱抵抗層に発熱電
流を供給する駆動素子は、耐熱性絶縁フィルムに設けら
れた配線リードに直接接合されるものであるから、少な
くとも従来のようなドライブユニットと各配線リードを
フレキシブルコネクタ等で接続する作業が不要となる。

この場合、駆動素子が制御回路まで含んでいれば接続作
業は皆無であるが、仮に、駆動素子がドライブ回路だけ
であっても、ドライブ回路と制御回路の接続リード数は
大変少ないものであるから、接続作業は極めて容易であ
る。また、支持体に設けられた発熱ヘッド基板は、発熱
抵抗層の箇所で折り返されることにより、発熱抵抗層の
部分が突出することとなるので、発熱抵抗層の部分を記
録紙等に簡単かつ確実に当てかうことができ、鮮明な印
字が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図は印字ヘッドを示す、この印字ヘッドは例えばフ
ァクシミリ等のプリンタに用いられてライン印字が可能
なものである。この印字ヘッドはＦｙＪ熱性絶縁フィル
ムｌに多数の配線リード２および発熱抵抗層３を設ける
とともに、複数の駆動用チップ４を搭載し、発熱抵抗層
３を絶縁保護膜５で覆うことにより、発熱ヘッド基板６
を構成し、この発熱ヘッド基板６を発熱抵抗層３の箇所
で絶縁保護膜５を外側にして折り返し、この折り返し部
分に支持体７を接着剤８により接着した構造となってい
る。

耐熱性絶縁フィルムｌはポリイミド、ビスマレイミドト
リアジン等の可撓性を有する耐熱性樹脂よりなるもので
、展開した状態では長方形状に細長く形成されている。

配線リード２は金属Ｓ膜層９、銅メツキ層ｌＯ、ニッケ
ルメッキ層１１、金メツキ層１２を積層したものであり
、接着剤等を用いずに直接耐熱性絶縁フィルムｌの表面
に設けられている。この配線リード２は耐熱性絶縁フィ
ルムｌの長手方向に沿って所定間隔（例えば、０．１ｍ
ｍ程度の間隔）で多数並列形成されている。しかも、こ
の配線リード２は耐熱性絶縁フィルムｌの幅方向におけ
る左側の所定箇所に間隙部１３がそれぞれ形成され、こ
の間隙部１３により断線されている。これにより、各配
線リード２は間隙部１３の左側で一体的に接続された共
通電極１４とされ、右側がそれぞれ信号電極１５とされ
ている。また、配線リード２の一部は信号電極１５から
逆方向に延設された接続電極１６とされている。信号電
極１５は複数本（第４図（Ａ）では７木しか示さないが
実際は極めて多数）を１組として各右端が後述する複数
の駆動用チップ４をそれぞれ囲むように配列形成されて
いる。なお、接続電極１６は耐熱性絶縁フィルムｌの右
端側に設けられ、各駆動用チップ４と外部回路とを接続
するためのものである。

発熱抵抗層３はカーボンインク等の導電性インクよりな
り、印刷やロールコート等により配線リード２の各間隙
部１３に配線リード２の厚さよりも厚く設けられ、かつ
信号電極１５と共通電極１４とに若干型なり、画電極１
５．１４を電気的に接続して設けられている。したがっ
て、この発熱抵抗層３は駆動用チップ４から各信号電極
１５に駆動信号が与えられと、電流が流れてジュール熱
により発熱する。

駆動用チップ４は配線リード２の各信号電極１５に選択
的に駆動信号を出力するものであり、ＩＣチップよりな
り、各信号電極１５の右端側に囲まれた耐熱性絶縁フィ
ルムｌ上に設けられ、金ワイヤ１７により各信号電極１
５および接続電極１６にポンディングされたうえ、封止
樹脂１８によって封止されている。

絶縁保護膜５はポリイミド等の耐摩耗性および耐酸化性
を有する耐熱樹脂よりなるもので、駆動用チップ４より
も左側に位置する発熱抵抗層３および配線リード２を覆
って設けられている。なお、この絶縁保護膜５は液状樹
脂を被着して乾燥させるか、ドライフィルムを被着して
形成される。

支持体７は発熱ヘッド基板６を保持するものであり、剛
性を有する耐熱性樹脂や金属板等よりなり、その下端が
円弧部１９に形成されている。この支持体７は発熱ヘッ
ド基板６が発熱抵抗層３の箇所で絶縁保護膜５を外側に
して折り返された部分に下端の円弧部１９が発熱抵抗層
３と対応して配置され、接着剤８により耐熱性絶縁フィ
ルム１が接着されている。これにより１発熱ヘツド基板
６の発熱抵抗層３の付近が湾曲して下側に突出する。

次に、第２図〜第９図を参照して、上述した発熱ヘッド
基板６を製作する場合について説明する。

まず、第２図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ポリイ
ミド等の耐熱性絶縁フィルムｌの上面に銅等の金属薄膜
層９を蒸着またはスパッタリングにより被膜し、この金
属薄膜層９上に電解メツキにより銅メツキ層１０を形成
する。この場合、金属薄膜層９は銅メツキ層ｌＯの下地
層となるものであり、接着剤を用いずに耐熱性絶縁フィ
ルム１の上面に充分な接合強度をもって形成される。

なお、この金属薄膜層９は銅メツキ層１０と同じ銅が望
ましいが、これに限られない。また、銅メツキ層ｌＯは
金属薄膜層９により耐熱性絶縁フィルムｌに対して充分
な接合強度で形成される。この場合、銅メツキ層ｌＯは
金属薄膜層９と同じ金属材料であれば特に接合強度は高
いが、異なる金属材料であっても差し支えない。

そして、第３図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォ
トリングラフィ法により銅メツキ層ｌＯおよび金属薄膜
層９をエツチングして不要な部分を除去し、銅メツキ層
ｌＯおよび金属薄膜層９を配線リード２と同じ形状にパ
ターン形成する。すなわち、銅メツキ層ｌＯおよび金属
薄膜層９は、左側の所定箇所に間隙部１３が形成され、
これ以外の部分が左側の共通電極１４、中間の信号電極
１５、右側の接続電極１６とにそれぞれ対応して残る。

このようにパターン形成された金属薄膜層９および銅メ
ツキ層ｌＯは、耐熱性絶縁フィルムｌに対する接合強度
が充分であるから、耐熱性がよく、しかも接着剤のよう
な電気抵抗の不足による動作上の問題をも解消でき、フ
ァインピッチ化が可能となる。

この後、第４図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、銅メ
ツキ層ｌＯ上に電解メツキによりニッケルメッキ層１１
を形成したうえ、さらに金メツキ層１２を形成する。こ
れにより、耐熱性絶縁フィルムｌの上面に配線リード２
が形成される。このときには、銅メツキ層１０および金
属薄膜層９が−Ｌ述したように所定形状にパターン形成
されているので、ニッケルメッキ層１１は銅メツキ層１
０の上面のみに形成され、かつ金メー２キ層ｌＯはニッ
ケルメッキ層１１の上面のみに形成される。

このため、ニッケルメッキ層１１および金メツキ層１２
をエツチング処理する必要がない、しかも、このような
方法を採用すれば、ニッケルメッキ層１１および金メツ
キ層１２が不要な部分に設けられないので、メツキ液が
無駄にならず、経済的である。なお、ニッケルメッキ層
１１は銅メツキ層１０を保護して耐食性を図り、金メツ
キ層１２を乗りやすくする。金メツキ層１２は電気抵抗
値を下げるためのものである。

次に、第５図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、耐熱性
絶縁フィルム１の−に面に配線リード２を覆ってフォト
レジスト２ｏをスピンコード、デイツプ法、ロールコー
ト笠により塗布する。このフォトレジスト２０は紫外線
硬化型等の感光性樹脂よりなり、その膜厚は１〜４０Ｊ
Ｌｍ程度まで自由に形成でき、後述する発熱抵抗層３の
厚さに応じて任意に設定することができるものである。

なお、フォトレジスト２０はネガ型、ポジ型のどちらで
もよいが、ここではネガ型を用いた場合について説明す
る。

第６図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォトレジス
ト２０上にフォトマスク２１を位ｌ決めして配置し、こ
のフォトマスク２１を介してフォトレジスト２０に紫外
線等の光を照射する。この場合には、フォトレジスト２
０がネガ型であるから、フォトマスク２１は配線リード
２の間隙部１３と対応する部分に遮光部２２が形成され
、それ以外の部分が透光部となっているものを用いる。

したがって、配線リード２の間隙部１３と対応する部分
のフォトレジスト２０には光が照射されず、それ以外の
部分のフォトレジスト２ｏに光が照射されて硬化する。

この後、第７図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォ
トレジスト２０を現像液で現像すると、配線リード２の
間隙部１３と対応する部分のフォトレジスト２０のみが
硬化してないので除去される。この場合には、フォトマ
スク２１の遮光部２２が配線リード２の間隙部１３より
も若干大きく形成されているので、フォトレジスト２０
が除去された部分には、配線リード２の共通電極１４と
信号電極１５の各端部が若干露出する。

次に、第８図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォト
レジスト２０が除去された部分に沿ってカーボンインク
等の導電性インク２３を印刷する。このとき、導電性イ
ンク２３は帯状に印刷するだけでよい、そのため、印刷
作業に高い精度が要求されず、容易に導電性インク２３
を印刷することができる。

この後、第９図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フォ
トレジスト２０を剥離液で剥離する。すると、フォトレ
ジスト２０と共にその上面に付着した導電性インク２３
も同時に除去される。これにより、配線リード２の間隙
部１３のみに導電性インク２３が残り、この導電性イン
ク２３を乾燥して硬化することにより、発熱抵抗層３が
形成される。この発熱抵抗層３はほぼフォトレジスト２
０の厚さだけ配線リード２の上方へ突出して形成され、
配線リード２の共通電極１４および信号電極１５を接続
する。

なお、この後は、駆動用チップ４より左側の配線リード
２および発熱抵抗層３を絶縁保護膜５で争って保護する
。しかる後、信号電極１５の右端で囲まれた箇所に駆動
用チップ４を配２ｔＬ、　　ワイヤポンディング装置に
より駆動用チップ４の各パッド電極と各信号型８ｉ１５
および接続電極１６とを金ワイヤ１７で接続する。この
とき、配線リード２は耐熱性絶縁フィルムｌに対し接着
剤を用いずに充分な接着強度をもって設けられているの
で、金ワイヤ１７のポンディング時に位置ズレを起した
り剥離したりすることがない。このようにして、発熱ヘ
ッド基板６は形成される。

次に、上述した印字ヘッドで感熱記録を行なう場合につ
いて説明する。この場合には、予め、記録紙および感熱
インクシートを挟んで印字ヘッドの発熱抵抗層３と対応
する部分をプラテンに対して当てかう。このとき、発熱
抵抗層３と対応する箇所は、支持体７の下端の円弧部１
９に湾曲して設けられ、下側に突出しているので、発熱
部分を感熱インクシートに簡単かつ確実に押し当てるこ
とができる。そして、配線リード２の接続電極１６を介
して外部回路から駆動用チップ４に動作信号が与えられ
ると、駆動用チップ４から配線リード２の各信号電極１
５に選択的に駆動信号が出力され、これにより発熱抵抗
層３に電流が流れてジュール熱により発熱抵抗層３が選
択的に発熱する。この熱は絶縁保護膜５を介して感熱イ
ンクシートに伝わり、発熱した発熱抵抗層３と対応する
感熱インクシートのインクを溶融する。これにより、感
熱インクシートのインクが記録紙に転写され、感熱記録
が行なわれる。このときには、発熱抵抗層３の部分が感
熱インクシートを介して記録紙に確実に押し当てちれて
いるので、溶融したインクを確実に転写でき、鮮明な感
熱記録を行なうことができる。

なお、この発明は上述した実施例に限られるものではな
い。例えば、発熱ヘッド基板６は第１θ図に示すように
耐熱性絶縁フィルム１の表裏両面に配線リード２を形成
したものでもよい。この場合には、予め、耐熱性絶縁フ
ィルムの所定箇所に先端が鋭利な金属針で針孔２４をテ
ーパ状に形成しておくだけでよい。このようにしておけ
ば、金属薄膜層９を蒸着またはスパッタリングの際に針
孔２４の内面にも金属薄膜層９が形成されるので、針孔
２４内に銅メツキ層１０を形成することができる。これ
により、耐熱性絶縁フィルムｌの表裏面に針孔２４の箇
所で相互に導通する配線リード２を形成することができ
る。

また、メツキ層の下地層となる金属ａ！膜層９は蒸着ま
たはスパッタリング以外に、無電解メツキ等で形成して
もよい。

駆動用チップ４の接合はワイヤポンディングに限らず、
フリップチップ方式や、　Ｔ　Ａ　Ｂ　（ＴａｐｅＡｕ
ｔｏｍａｔｅｄ　Ｂａｎｄｉｎｇ）方式等によって接合
してもよい、特に、ＴＡＢ方式を採用すれば、ロールド
ツウロールによる目動機での生産が可能となり、生産性
が極めてよい。

さらに、印字ヘッドは上述したような感熱式サーマルプ
リンタに限らず、バブル式インクシェドプリンタのバブ
ル発生用の印字ヘッドとして用いることもできる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明の印字ヘッドは、
ベース部材として耐熱性絶縁フィルムを用いているから
、材料が大変安価である。また、駆動素子は耐熱性絶縁
フィルムに設けられた配線リードに直接接合されるもの
であるから、従来のようなドライブユニットと各配線リ
ードを接続する部材および作業時間が節減できる。また
、支持体に支持された発熱ヘッド基板は、発熱抵抗層の
箇所で折り返されることにより、発熱抵抗層の部分が突
出することとなるので１発熱抵抗層の部分を記録紙等に
容易にかつ確実に当てかうことができる。したがって、
この発明の印字ヘッドによれば、各素材、が安価で、高
い製作技術が要求されず、容易に製作でき、大幅な生産
性の向上が図れるばかりか、鮮明な印字も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の印字ヘッドの拡大断面図、第２図〜
第９図は印字ヘッドの発熱抵抗層を形成する工程を示す
図、第１０図は他の実施例の印字ヘッドの拡大断面図で
ある。 ｌ・・・・・・耐熱性絶縁フィルム、２・・・・・・配
線リード、３・・・・・・発熱抵抗層、４・・・・・・
駆動用チップ、５・・・・・・絶縁保護膜、６・・・・
・・発熱ヘッド基板、７・・・・・・支持体、１３・・
・・・・間隙部。 ６膚ご稟れヘッド茎木ン 第 ■ 図 （Ａ） 第 ０ 図 （８） ［η 図 第 （Ａ） （２） （へ 第 じ１ 図 第 第 図 （Ｂ） （Ｂ） （８）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可撓性を有する耐熱性絶縁フィルムと、この耐熱性絶縁
   フィルムに並列形成され、かつ各々に所定箇所を断線す
   る間隙部が設けられた複数の配線リードと、この各配線
   リードの間隙部に被着された発熱抵抗層と、この発熱抵
   抗層を覆って保護する絶縁保護膜と、前記配線リードに
   直接接合されて前記発熱抵抗層に選択的に発熱電流を供
   給する駆動素子とにより発熱ヘッド基板を構成し、この
   発熱ヘッド基板を前記発熱抵抗層の箇所で前記絶縁保護
   膜を外側にして折り返し、この折り返し部分に支持体を
   設け、この支持体で前記発熱ヘッド基板を支持したこと
   を特徴とする印字ヘッド。