JPH0387270A - 感熱記録ヘッド - 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〕 本発明は、感熱記録ヘッドに係り、特に小型化、低コス
ト化に好適なヘッドの構造等に関する。

〔従来の技術〕

感熱記録ヘッドは、一般に、感熱記録に係る発熱抵抗体
と、これを駆動する駆動用ＩＣ（チップ）と、外部との
接続回路を有する配線板と、放熱板を含んで構成されて
いる。発熱抵抗体は高温になることからグレーズ層を介
してセラミック等の発熱基板上に一装置される。駆動用
ＩＣは、発熱抵抗体との接続配線が多いため、従来、発
熱基板上に載置したものが知られている。しかし、これ
によれば、高価な発熱基板の面積が大きくなる。そこで
、第１１図に示すように、駆動用ＩＣ４を発熱基板１に
は載置せず、放熱板３に分離して載置したフレキシブル
配線板２１上に搭載するようにしたものが提案されてい
る（特開昭６２−２４４６６０号公報）。なお、同図中
、符号２２はフレキシブル配線板２１の補強板である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記公報記載の従来技術によれば、放熱板上に
載置された発熱基板の配線端子と、放熱板上に配線板を
介して載置された駆動ＩＣの端子との間に、高さ方向の
段差があることから、次の問題がある。

すなわち、高い位置にある駆動ＩＣ側のボンディングワ
イヤの接続部近傍の曲率が大きぐなる。

この曲率が大きな部分は強度が弱く、製作工程中などに
各基板間の熱膨張や熱収縮の差により繰返し応力が作用
すると、破断しやすく信頼性に欠けるという問題がある
。なお、これを防ぐため１曲率を緩やかにして、ボンデ
ィングワイヤを大きな半径の半円状に設けると、全体モ
ールドするとき等の外力により、隣り合うワイヤが接触
する不都合が生じやすく、信頼性に欠けるという問題が
ある。

また、ボンディングワイヤで接続するにあたり、段差が
あると、ボンディングの初期設定が煩雑であるという問
題がある。

本発明の目的は、ボンディングを容易に行えるとともに
信頼性を向上することができ、かつ低価格化を図ること
ができる構造の感熱記録ヘッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、感熱記録ヘッドを
次の構成とした。

すなわち、発熱抵抗体が設けられてなる発熱基板と、前
記発熱抵抗体を駆動制御する駆動用ＩＣと、跣動回路基
板と、放熱板とを具備してなる感熱記録ヘッドにおいて
、前記駆動用ＩＣを前記発熱基板から分離して配置し、
かつ前記駆動用ＩＣの出力端子と前記発熱基板の対応す
る配線端子を略同一面内に位置させてなることを特徴と
する。

〔作用〕

このような構成としたことから、本発明によれば、次の
作用により、本発明の目的が達成される。

駆動用ＩＣを発熱基板から分離して配置し、かつ駆動用
ＩＣの出力端子と発熱基板の対応する配線端子を略同一
面内に位置させたことから、それら端子を結ぶボンディ
ングワイヤの接続部近傍の曲率が小さなものとなる。こ
れにより、熱膨張・熱収縮に伴う註動用工Ｃと発熱基板
との相対変位が生じても、ボンディングワイヤによる変
位吸収が円滑に行われ、ボンディングワイヤ両端の接続
部近くでの破断を防ぐことが可能になり、信頼性が向上
する。

また、ボンディングに係る両端子が同一面内にあること
から、ボンディングの初期設定等が容易になる。

上述の構成は、前記駆動用ＩＣが前記駆動回路基板上に
搭載されてなり、該駆動回路基板が載置される前記放熱
板の表面が前記発熱基板が載置される表面よりも下げて
形成することにより実現できる。

また、前記駆動用ＩＣをＩＣ搭載基板に搭載し、該ＩＣ
搭載基板を前記発熱基板と前記駆動回路基板の間にそれ
ぞれ間隔をおいて放熱板上に載置し、該駆動用ＩＣの入
力端子と出力端子をそれぞれ前記駆動回路基板と発熱基
板の対応する配線端子と略同一面内に位置させ構成する
ことも可能である。

なお、この場合、前記発熱基板とＩＣ搭載基板と駆動回
路基板の材料が、順次熱膨張係数が大きくなるように選
定することが望ましい。

これによれば、各基板間の熱膨張等による変位差を小さ
くでき、ボンディングワイヤの負担を軽減できる。

また、前記駆動用ＩＣを当該ＩＣの入出力端子が前記配
線端子と酪同−面に位置するように放熱板上に形成され
た凸部に直接載置した構成とすることができる。これに
よれば、ＩＣ搭載基板を前駆して部品点数を削減できる
。

また、金属基板の表面に段部を形成して高部と低部を設
け、高部表面にガラスグレーズ膜を形成し、該ガラスグ
レーズ膜の上に発熱抵抗体と配線パ、ターンを形成し、
前記低部表面に駆動用ＩＣと駆動回路基板を載置してな
る構成とすることもできる。これによれば、発熱基板に
係る部品を削減できる。

なお、上記において、前記発熱基板の上面が前記駆動用
ＩＣと駆動回路基板の上面に対し角度をもたせて前記放
熱板上に載置されてなるものとすることにより、プリン
タのロールとの接触性を良好にすることが可能である。

また、前記発熱基板と前記駆動回路基板が接着される放
熱板の表面に凹部を形成するとともに、該凹部に隣接さ
せて溝を設け、該凹部に接着材を塗布して前記両基板を
接着してなる構成とすることができる。これによれば、
接着材の膜厚が均一となり、接着精度が向上される。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に、本発明の一実施例感熱記録ヘッドの断面図を
示し、第２図にその平面図を示す。それらの図に示すよ
うに、発熱基板１と駆動回路基板２は間隔をおいて放熱
板３の上面にａ置されている。罠動回路基板２の発熱基
板ｌ側の外縁に沿って、発熱抵抗体の駆動用ＩＣ４が列
設載置されている。この駆動用ＩＣ４の上面に設けられ
た出力端子の位置と１発熱基板１の上面とが路面−にな
るように、駆動回路基板２が載置される部分の放熱板３
の上面は１発熱基板１が載置される部分よりも、−段低
く形成されている。

発熱基板１は熱伝導性に優れ、かつ熱膨張係数が小さな
セラミック基板を用いて形成されている。

そして、発熱基板１の上面外縁に沿って発熱抵抗体５が
グレーズ層（蓄熱層）６を介して延設されている。また
、図示を省略したが、発熱基板１の上面には発熱抵抗体
５に電気的に接続された配線パターンが形成されている
。その配線パターンの各端子は１発熱基板ｌの駆動回路
基板２側の上面外縁に沿って配列して設けられている。

これらの端子はボンディングワイヤ（例えば、金ワイヤ
）７により駆動用ＩＣ４の対応する出力端子に接続され
ている。駆動用ＩＣ４の入力端子は、図示を省略した駆
動回路基板２の上面に形成された駆動回路の配線パター
ンにボンディングワイヤ８により接続されている。また
、この駆動回路はコネクタ９を介して外部回路に接続さ
れるようになっている。なお１発熱基板１と駆動回路基
板２のコモン配線パターン１０は、両基板の両側縁に沿
って形成されており、ボンディングワイヤ１１により接
続されている。

このように構成される感熱ヘッドの組立ては、まず放熱
板３上に発熱基板１と駆動回路基板２を同時に接着した
後、駆動用ＩＣ４を駆動回路基板２上に搭載し、次にボ
ンディングワイヤ７．８゜９の接続を行なった後、カバ
ー１１の取付けを行なうことによってなされる。

上述したように、本実施例は、駆動用ＩＣ４を発熱基板
１上に載置せず、これと分離して放熱板３に搭載する構
成のものにおいて、　ｌ１ｉｉ動用ＩＣ４の出力端子と
これにワイヤボンディングにより接続される発熱基板１
の配線端子とをほぼ面一にした構成を特徴とする。これ
により、ボンディングの初期設定等が容易になることに
加え、発熱基板１と駆動用ＩＣ４間のボンディングワイ
ヤ７の長さを短くして、かつ曲率を緩やかなものにでき
ることから、ボンディングの信頼性を向上できるという
効果がある。

すなわち、従来の駆動用ＩＣ４は１発熱基板ｔに対して
第３図（ａ）に示したように、段差をもって配置されて
いたことから、ボンディングワイヤ７の長さが長くなる
とともに、駆動用ＩＣ４例の端部Ａの曲率が大とならざ
るを得なかった。このため、ボンディングワイヤ７がふ
らつきやすく、モールド処理時に隣り同士が接触しやす
いという問題があった。また、発熱基板１と除動用ＩＣ
４とを分離構造にしたため、発熱基板１と駆動回路基板
２の温度差による熱膨脹又は熱収縮に差が生じ、これに
よって相対的な変位（第２図矢印Ｘ方向）が生じる。こ
の変位はボンディングワイヤ７により吸収されることに
なるが、前述した曲率が大きなＡ部は機械的に弱いため
、その部分で破断しやすいという問題がある。

この点１本実施例によれば、第３図（ｂ）に示したよう
に、Ａ部の曲率を大きく（緩やかに）することができ、
上述の熱膨脹差等による変位の吸収に対する強度を向上
させることができる。この効果は、ｙＡ駆動回路基板を
発熱基板１と同一のセラミック基板を用いて形成した場
合は小さいが、ガラスエポキシ材等の熱膨脹率が大きい
材料を用いた場合は顕著である。

したがって１本実施例によれば、高価なセラミック基板
を用いてなる発熱基板１の面積を、駆動用ＩＣ４の載置
面積分だけ小さくできるばかりでなく、駆動回路基板２
を低価格で熱膨脹率の大きなガラスエポキシ材等により
形成できることから、全体のコストを低減できるという
効果がある。

また、駆動回路基板２を高価なＦＰＣ（フレキシブル配
線板）を用いずに構成できることから、−ｍ低コスト化
を図ることができるとともに、ＦＰＣを補強するための
補強部材が不要であることから、部品点数をも削減でき
、低コスト化に寄与し得る。

なお、第１図実施例の発熱基板ｌ上の配線パターンの一
例を第４図に示す。駆動用ＩＣ４と発熱抵抗体５間の配
線抵抗を、各発熱抵抗体の素子相互間で同一にするため
、図示のように配線パターン１２の線幅を調整してパタ
ーンニングする。本例によれば、駆動用ＩＣ４の出力端
子と、これの負荷になる発熱抵抗体１の各素子とを対向
させた配列としていることから、配線パターンが比較的
に直線になり、かつ線幅の変化を少なく設計できる。そ
のため、設計や設計変更が容易であり、設計時間を短縮
できる。

第５図に、本発明の他の実施例の断面図を示す。

本実施例は各基板１，２等の熱膨脹・熱収縮によりボン
ディングワイヤ７，８に作用する繰返し応力をさらに軽
減するものである。すなわち、原動用ＩＣ４を独立のＩ
Ｃ搭載基板１４に載置して放熱板３に接着し、さらに駆
動回路基板２の上面を廓動用ＩＣ４の上面に略一致させ
た構成を特徴とする。

本実施例によれば、第１図実施例よりもボンディングの
信頼性を向上できる。また、各基板１゜２，１４の熱膨
脹率を同一にすることが最も望ましいが、全てをセラミ
ックを用いて形成するとコスト上昇になる。そこで、各
基板の温度分布は、発熱基板１から駆動回路基板２に向
うにつれて低くなることに鑑み、発熱基板１、ＩＣ搭載
基板１４、駆動回路基板２の順に熱膨脹率の高い材料を
用いて形成することにより、駆動回路基板２に価格の安
いガラスエポキシ等の熱膨脹率の高い材料を用いること
ができる。

第６図は、第１図実施例の基本構成に加えて、発熱基板
１と駆動回路基板２の熱膨張熱収縮による相対的変位を
抑制するため、両基板１と２をコモン配線部において金
属製の接続コネクタ１５によって結合し、強制的に拘束
するようにしたものである。これによれば、さらにボン
ディング部の破断防止効果が増し、信頼性を向上できる
。

第７図は、発熱基板１又は駆動回路基板２等の基板と放
熱板３との接着構造に係る実施例である。

基板１，２等を放熱板３に接着する際、接着材の膜厚を
均一にすることが難かしい。そこで、同図に示すように
、放熱板３の接着面の一部を１００μｍ程度の負の加工
を行なって凹部を形成する。

さらにその隣接部に溝１７を形成し、接着面に塗布した
接着材１６の余分なものを溝１７に逃がすようにする。

これによれば、均一な接着材層を形成することができる
。

第８図は、本発明の更に他の実施例の断面図である。本
実施例は第５図実施例の変形例であり、駆動用ＩＣ４を
絶縁性接着材を介して放熱板３に直接接着させたもので
ある。勿論、駆動用ＩＣ４の上面位置を他の基板１，２
の上面と略一致させるため、放熱板３に段差を設けて調
整するようにしている０本実施例によれば、第５図実施
例の効果に加え、部品点数を低減できるという効果があ
る。

第９図は第１図実施例の発熱基板と放熱板とを一体化し
て、ガラスグレーズ膜１８を表面に形成した金属基板１
９におきかえて１部品点数を減らしたものである。本実
施例によれば、ガラスグレーズ膜１８付き金属基板１９
の熱膨脹率が極めて小さいことから、ボンディングワイ
ヤの負担をさらに軽減することができ、ボンディングの
信頼性を一層向上できる。

第１０図は１本発明の更に他の実施例の断面図である。

前述の各実施例は、発熱基板１、駆動回路基板２．廓動
用ＩＣの上面を同−平面又は平行面に配置したものであ
るが、本実施例は発熱基板ｌの上面を一定角度傾斜させ
たものである。本実施例によれば、第１図実施例の効果
に加え、感熱プリンタのローラ２０に対する発熱抵抗体
５の接触状態を良好にするとともに、装置の小型化に寄
与し得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏す
ることができる。

（１）駆動用ＩＣを発熱基板から分離して配置し、かつ
駆動用ＩＣの出力端子と発熱基板の対応する配線端子を
略同一面内に位置させたことから、それら端子を結ぶボ
ンディングワイヤの接続部近傍の曲率が小さなものとな
る。これにより、熱膨張・熱収縮に伴う駆動用ＩＣと発
熱基板との相対変位が生じても、ボンディングワイヤに
よる吸収が円滑に行われ、両端接続部近くでの破断を防
ぐことが可能になり、信頼性が向上する。

また、ボンディングに係る両端子が同一面内にあること
から、ボンディングの初期設定等が容易になる。

また、高価なセラミック基板を用いる発熱基板を小さく
でき、かつ上記熱膨張等の吸収が円滑に行なわれること
から、駆動用ＩＣを搭載する基板に、熱膨張率が大きな
低価格の材料を用いることが可能になり、全体として低
コスト化を図ることができる。

（２）前記駆動用ＩＣをＩＣ搭載基板に搭載し、該ＩＣ
搭載基板を前記発熱基板と前記駆動回路基板の間にそれ
ぞれ間隔をおいて放熱板上に載置し。

該駆動用ＩＣの入力端子と出力端子をそれぞれ前記駆動
回路基板と発熱基板の対応する配線端子と略同一面内に
位置させたものによれば、聞動用工Ｃと駆動回路基板と
の間のボンディングワイヤについても、上記（１）と同
様の効果を奏することができ、−層ボンディングの信頼
性が向上する。

また、前記発熱基板とＩＣ搭載基板と駆動回路基板の材
料が、順次熱膨張係数が大きくなるように選定したもの
によれば、各基板間の熱膨張等による変位差を小さくで
き、ボンディングワイヤの負担を軽減できる。

（３）　　前記駆動用ＩＣを当該ＩＣの入出力端子が前
記配線端子と略同一面に位置するように放熱板上に形成
された凸部に直接載置した構成によれば、ＩＣ搭載基板
を省略して部品点数を削減できる。

（４）金属基板の表面に段部を形成して高部と低部を設
け、高部表面にガラスグレーズ膜を形威し、該ガラスグ
レーズ膜の上に発熱抵抗体と配線パターンを形成し、前
記低部表面に駆動用ＩＣと駆動回路基板を載置してなる
構成によれば、発熱基板に係る部品を削減できる。

（５）前記発熱基板の上面が前記駆動用ＩＣと駆動回路
基板の上面に対し角度をもたせて前記放熱板上に載置さ
れてなるものとすることにより、プリンタのロールとの
接触性を良好にすることが可能である。

（６）前記発熱基板と前記駆動回路基板が接着される放
熱板の表面に凹部を形・或するとともに、該凹部に隣接
させて溝を設け、該凹部に接着材を塗布して前記両基板
を接着してなる構成によれば、接着材の膜厚が均一とな
り、接着精度が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図実
施例の平面図、第３図（ａ）、（ｂ）は第１図実施例の
効果を説明する図、第４図は第１図実施例の発熱基板上
の配線パターンを示す図、第５図は本発明の他の実施例
の断面図、第６図は本発明の更に他の実施例の平面図、
第７図〜第１０はそれぞれ本発明の更に他の実施例の断
面図、第１１図は従来例の断面図である。 ｌ・・・発熱基板、２・・・駆動回路基板、３・・・放
熱板、４・・・駆動用ＩＣｌ３・・・発熱抵抗体、６・
・・ブレース層、７，８．１１・・・ボンディングワイ
ヤ、１１・・・コモン配線パターン、１２・・・配線パ
ターン、１４・・・ＩＣ搭載基板、１５・・・接続コネ
クタ、１６・・・接着材、１７・・・溝、１８・・・ガ
ラスグレーズ膜、１９・・・金属基板、２０・・・ロー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発熱抵抗体が設けられてなる発熱基板と、前記発熱
   抵抗体を駆動制御する駆動用ＩＣと、駆動回路基板と、
   放熱板とを具備してなる感熱記録ヘッドにおいて、 前記駆動用ＩＣを前記発熱基板から分離して配置し、か
   つ前記駆動用ＩＣの出力端子と前記発熱基板の対応する
   配線端子を略同一面内に位置してなることを特徴とする
   感熱記録ヘッド。 ２、前記駆動用ＩＣが前記駆動回路基板上に搭載されて
   なり、該駆動回路基板が載置される前記放熱板の表面が
   前記発熱基板が載置される表面よりも下げて形成された
   ことを特徴とする請求項１記載の感熱記録ヘッド。 ３、前記発熱基板と前記駆動回路基板とが接続コネクタ
   により機械的に結合されてなることを特徴とする請求項
   １又は２記載の感熱記録ヘッド。 ４、発熱抵抗体が設けられてなる発熱基板と、前記発熱
   抵抗体を騒動制御する駆動用ＩＣと、駆動回路基板と、
   放熱板とを具備してなる感熱記録ヘッドにおいて、 前記騒動用ＩＣをＩＣ搭載基板に搭載し、該ＩＣ搭載基
   板を前記発熱基板と前記駆動回路基板の間にそれぞれ間
   隔をおいて放熱板上に載置し、該駆動用ＩＣの入力端子
   と出力端子をそれぞれ前記駆動回路基板と発熱基板の対
   応する配線端子と略同一面内に位置させてなることを特
   徴とする感熱記録ヘッド。 ５、前記発熱基板とＩＣ搭載基板と駆動回路基板の材料
   が、順次熱膨張係数が大きくなるように選定されてなる
   請求項４記載の感熱ヘッド。 ６、発熱抵抗体が設けられてなる発熱基板と、前記発熱
   抵抗体を駆動制御する駆動用ＩＣと、駆動回路基板とを
   それぞれ間隔をおいて放熱板上に載置してなり、 前記発熱基板と前記駆動回路基板は、各々の基板面に形
   成された配線端子が略同一面に位置するように放熱板上
   に載置され、 前記駆動用ＩＣは当該ＩＣの入出力端子が前記配線端子
   と略同一面に位置するように放熱板上に形成された凸部
   に載置されてなる感熱記録ヘッド。 ７、金属基板の表面に段部を形成して高部と低部を設け
   、高部表面にガラスグレーズ膜を形成し、該ガラスグレ
   ーズ膜の上に発熱抵抗体と配線パターンを形成し、前記
   低部表面に駆動用ＩＣと駆動回路基板を載置してなる感
   熱記録ヘッド。 ８、前記駆動用ＩＣは前記駆動用回路基板上に搭載され
   、また駆動用ＩＣの出力端子が前記発熱基板の配線パタ
   ーンと略同一面に位置するように形成されてなる請求項
   ７記載の感熱記録ヘッド。 ９、前記発熱基板の上面が前記駆動用ＩＣと駆動回路基
   板の上面に対し角度をもたせて前記放熱板上に載置され
   てなることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載
   の感熱記録ヘッド。 １０、前記発熱基板と前記駆動回路基板が接着される放
   熱板の表面に凹部を形成するとともに、該凹部に隣接さ
   せて溝を設け、該凹部に接着材を塗布して前記両基板を
   接着してなる請求項１、２、３、４、５、６、９いずれ
   かに記載の感熱記録ヘッド。