JPH04115662A - 画像処理装置 - 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、たとえばサーマルヘッドなどの画像の記録を
行う装置またはいわゆる密着形イメージセンサなどの画
像の読取りを行う装置などの画像処理装置に共通する構
造の改善に関する。

［従来の技術］ ファクシミリ通信装置の出力装置として用いられている
サーマルプリンタには、感熱印画を行うサーマルヘッド
が用いられている。サーマルヘッドは、セラミックなど
から成るヘッド基板上に複数の発熱抵抗体から成る発熱
抵抗体列が直線状に形成され、各発熱抵抗体は個別電極
を介してこの発熱抵抗体を選択的に発熱駆動する駆動回
路素子の各出力端子に一対一に接続され、このような駆
動回路素子が複数個配列されて前記発熱抵抗体列の制御
を行う。この従来例では、各発熱抵抗体は駆動回路素子
の出力端子に一対一に接続されており、このため多数の
駆動回路素子が必要となり、部品点数が増大し、また駆
動回路素子のヘッド基板への装着作業や個別電極との接
続作業に多大の労力を要してしまうという問題を有して
いる。

第１５図はこのような問題点を解決する他の従来例のサ
ーマルヘッド１の斜視図であり、第１６図はサーマルヘ
ッド１の平面図である。サーマルヘッド１は、たとえば
セラミックなどの電気絶縁性材料から形成されるヘッド
基板２を備え、ヘッド基板２上にはガラスなどの材料か
ら成る蓄熱層３が帯状に形成される。この蓄熱層３と平
行に、たとえば銀ペーストをスクリーン印刷で帯状に形
成して成る共通電極層４，５が形成される。ここで共通
ｔｒｉｉ層４上には、後段にて形成される発熱抵抗体６
に関して１つおきとなるように層厚ｄ１（約２０〜５０
μｍ）で絶縁層７を形成する。

このヘッド基板２上に共通電極層４と１つおきの発熱抵
抗体６とを接続する接続導体８を帯状側こ形成し、各接
続導体８間に共通電極層５と対応する発熱抵抗体６とを
接続する接続導体９を帯状に形成する。各接鰐導体っけ
、共通電極層５を全長にわたって被覆する同一材料から
成る連結部１０と一体に形成されるとともに、連結部１
０により相互に接続される。一方、各接続導体８，９か
ら間隔Ｌ１をあけて、各発熱抵抗体６毎に接続導体１１
が形成され、隣接する２つの接続導体１１を連結部１２
で連結する。これら接続導体１１および連結部１２が個
別電極１３を形成する。前記接続導体８，９、連結部１
０および個別電極１３は、同一材料、同一工程で層厚ｄ
２（約１μｍ）で形成される。

前記接続導体８．９および個別電極１３で挟まれる抵抗
体層１４の部分が個々の発熱抵抗体６を構成し、発熱抵
抗体６の配列ピッチｄ４はたとえば８ドツト／　ｍ　ｍ
、１２ドツト／　ｍ　ｍあるいは１６ドツト／　ｍ　ｍ
なとの密度を満足する程度に選ばれる。

［発明が解決しようとする課題］ サーマルヘッド１では、サーマルヘッド１の発熱抵抗体
６の前述したような１６ドツト／　ｍ　ｍなどの配列密
度に対応して個々の接続導体８．９を共通電極層４，５
に個別的に接続されるように形成する必要があり、また
このための絶縁層７を形成する必要がある。あるいは接
続導体４全体を絶縁層で被覆し、接続導体８に対応する
部分にスルーホールを形成して接続を実現する場合であ
っても、このようなスルーホールを高密度に形成する必
要がある。

このため前記発熱抵抗体６の配列密度が増大するに従い
、高精度の製造工程が必要となり、また絶縁層７や前述
したスルーホールなどを高精度で製造する必要があるた
め、製造工程が煩雑となり、歩留りを低下させてしまう
、接続導体９の絶縁層７上の段差部１５において、第１
５図に示す断線箇所１６が発生しやすく、この点でも歩
留りを低下させてしまうことになる。さらに、配線パタ
ーンの形成時のエツチング工程が段差部１５で低精度に
なる。前記断線を防止するために接続導体９を層厚にす
ると段差部１５が高くなり、サーマルヘッド１の使用時
に、発熱抵抗体６が充分にプラテンローラに密着せず、
印画不良をもたらす。

このようなサーマルヘッド１の有する問題点は、いわゆ
る密着形イメージセンナなど、前記絶縁性基板上に光電
変換素子が直線状に配列された構成を有し、画像の読取
りを行う読取り装置に関しても同様である。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、製造工程
が簡略化されるとともに信頼性を向上した画像処理装置
を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ほぼ中央位置を基準にして有利な位置関係に
画像の記録用または読取り用の作動素子を複数個配列し
て成る複数個の作動素子アレイと、これら作動素子アレ
イの各作動素子と導通する少なくとも２層の共通電極と
で構成された画像処理装置である。

［作　用コ 本発明の画像処理装置は、複数個の作動素子がそれぞれ
配列されて成る複数の作動素子アレイを含んで構成され
、作動素子は、各作動素子アレイにおける配列方向のほ
ぼ中央位置に関して対称な位置関係に構成される。前記
複数の作動素子アレイ毎における中央位置に関する一方
側の作動素子あるいは他方側の作動素子のいずれ゛かは
、少なくとも２層の共通電極のいずれか１つに接続され
るので、他方側の共通電極層と重複する部分を有し、こ
の部分に電気的絶縁または電気的な導通を実現する。

この電気的絶縁および導通の実現は、前述したように複
数の作動索子アレイ毎の中央位置に関する一方側または
他方側の複数の作動素子毎に比較的大面積単位で行うこ
とができ、このような電気的絶縁または導通を実現する
製造工程の精度を抑制することができる。またこれによ
り各素子と一方または他方の共通電極層を接続する際に
断線などが発生する事態を防ぐことができ、画像処理装
置の信頼性を向上することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の画像処理装置の一実施例のサーマルヘ
ッド２１の斜視図であり、第２図はサーマルヘッド２１
の全体の断面図であり、第３図はサーマルヘッド２】の
拡大平面図であり、第４図は第１図の切断面線■−■か
ら見た断面図であり、第５図は第１図の切断面線Ｖ−■
から見た断面図である。サーマルヘッド２１は、たとえ
ば酸化アルミニウムＡ　Ｉ　２０　ｓなどのセラミック
から矩形平板状に形成されたヘッド基板２２を備え、ヘ
ッド基板２２上にはたとえばガラスなどから成る蓄熱層
２３が帯状に形成される。この蓄熱層２３に関してヘッ
ド基板２２の端部側には、たとえば銀ベーストをスクリ
ーン印刷などの厚膜技術で形成して成る一対の共通電極
層２５．２６が蓄熱層２３と平行に形成される。

共通電極層２５．２６はヘッド基板２２の周縁部に沿っ
て延び、蓄熱層２３に関して共通電極層２５．２６と反
対側端部まで延長され、この端部付近は接続端子２７．
２８として構成される。

前記共通電極層２５上には、たとえばポリイミドやエポ
キシ樹脂などの合成樹脂材料から成る絶縁層２９が共通
電極層２５を幅方向（第４図左右方向）に被覆し、かつ
後述するように予め定められる長さＬ２に間隔をあけて
形成される。

このようなヘッド基板２２上のほぼ全面にわたってたと
えば窒化タンタルＴａ２Ｎなどから成る抵抗体層２４を
たとえばスパッタリングやエツチングなどの薄膜技術に
て例として５００人の層厚ｔ１で形成する。

この段階のヘッド基板２２上にたとえばアルミニウムな
どをスパッタリングや蒸着およびエツチングなどの薄膜
技術にてパターン形成し、略Ｕ字状の接続導体Ｃ１〜Ｃ
ｎを形成する、予め配置位置が定められる発熱抵抗体３
０が直線状に形成される発熱抵抗体列３１において、第
３図に番号１゜２、・・、ｎ、ｎ＋１，２ｎを付して示
すように、２０個の発熱抵抗体３０毎に区分し、２ｎ個
毎の発熱抵抗体３０の配列方向に関する中心位置を示す
中心線３２に関して対称な位置の発熱抵抗体３０すなわ
ち第ｎ番目および第ｎ＋１番目の発熱抵抗体３０を相互
に接続する略Ｕ字状の接続導体Ｃ１、対第ｎ−１番目お
よび第ｎ＋２番目の発熱抵抗体３０を相互に接続し、前
記接続導体Ｃ１を外囲する位置に形成される略Ｕ字状の
接続導体Ｃ２・・以下同様にして第１番目および第２ｎ
番目の発熱抵抗体３０を相互に接続する略し字状の接続
導体Ｃｎを７０μｍの幅Ｗ２で形成する。

一方、第１番目の発熱抵抗体３０から第ｎ番目の発熱抵
抗体に一端が個別に接続され、他端は共通電極層２５上
に第１番目から第ｎ番目の発熱抵抗体３０の形成範囲を
含む長さＬ３にわたって接続導体Ｃと同一材料、同一工
程で形成される連結部３３に一体的に接続される接続導
体３４が形成される。

第ｎ＋１番目から第２ｎ番目の発熱抵抗体３０に関して
接続導体Ｃ１〜Ｃｎと反対側に、接続導体３４と同様に
各発熱抵抗体３０に個別に接続される接続導体３５が形
成され、接続導体３５の他端部は共通電極層２５．２６
にわたる第４図に示される幅Ｗ１の幅でかつ第ｎ＋１〜
第２ｎ番目の発熱抵抗体３０の形成範囲を含む長さＬ４
に形成される連結部３６に、共通にかつ一体的に接続さ
れる。このような共通電極層２５．２６上は、ヘッド基
板２２の全長にわたり、たとえばエポキシ樹脂などの保
護層３７で被覆される。

ヘッド基板２２上には、前記接続導体０１〜Ｃｎにわた
る範囲で前記中心線３２上に駆動回路素子３８が搭載さ
れる。このような駆動回路素子３８は、２０個毎の発熱
抵抗体３０毎に第１図に示されるように発熱抵抗体３０
の配列方向と平行に配列される。またヘッド基板２２上
には接続導体Ｃ１と同一材料、同一工程において、駆動
回路素子３８に入力される印画データや制御信号などを
外部から入力するための信号ライン３９が形成される。

信号ライン３９には接地ライン４７が含まれる。

第６図は駆動回路素子３８付近の拡大断面図であり、第
７図は駆動回路素子３８に形成されるバンプ４０付近の
拡大断面図である。これらの図面な併せて参照する。駆
動回路素子３８は、前記接続導体Ｃと個別に接続するた
めの複数のバンブ４０を有する。このバンブ４０は第３
図に示されるように接続される接続導体Ｃ毎に前記中心
線３２の左右にずれていわゆる千鳥状に配列される。こ
れはバンブ４０をたとえば千鳥３２上に１例に配列した
場合、駆動回路素子３８が不安定となるからである。一
方、駆動回路素子３８は前記信号ライン３９と接続され
る複数のバンブ４１を備える。

第７図に示されるように、各接続導体Ｃおよび信号ライ
ン３９のバンブ４０，４１と接続される部分には、たと
えばニッケル層から成る接続端子４２がメツキ処理で形
成され、バンブ４０，４１は駆動＠路素子３８の回路配
紛と接続された銅層４３と半田層４４とを含んで構成さ
れる。前記信号ライン３９には、第１図に二点鎖線で示
される外部配線基板４５が接続され、感熱印画データや
制御信号などを各駆動回路素子３８に入力する。

第８図はサーマルヘッド２１の電気的構成を説明する回
路図である。第８図の発熱抵抗体３０に付した数字１，
２．・・・、ｎ、−，２ｎ−１２ｎは第３図の発熱抵抗
体３０に付された符号１ｎ、ｒ１＋１．・・、２ｎと対
応する。共通電極層２５．２６は、たとえば前述した外
部配線基板４５上に設けられた切換回路４６に接続され
る。切換回路４６は、各発熱抵抗体３０を発熱駆動する
電流を共通を極層２５，２６のいずれが一方に選択的に
導出する切換え作用を有する。一方、駆動回路素子３８
には、前記接続導体Ｃ１〜Ｃｎ毎に個別に接続されるス
イッチング回路Ｔ１〜Ｔ　ｎが設けられ、その出力端は
接地ライン４７に共通に接続される。

すなわち１番目の発熱抵抗体３０に引続いて２番目の発
熱抵抗体３０を発熱駆動しようする場合、まずスイッチ
ング回路Ｔ１〜Ｔｎの全てが遮断された状態で切換回路
４６は、共通電極Ｎ２６に駆動電流を出力する。このタ
イミングでスイッチング回路Ｔｎが導通すると、１番目
の発熱抵抗体３０にのみ駆動を流が流れ、感熱印画を行
う、スイッチング回路Ｔｎが遮断された後、切換回路４
６は共通を極層２５に駆動電流を導出し、このタイミン
グでスイッチング回路Ｔｎ−１が導通する。

これにより２番目の発熱抵抗体３０のみが発熱する。

以上のようにして本実施例では、ヘッド基板２２上に上
述したような各種配線パターンを形成するにあたり、抵
抗体層２４および共通電極層２５゜２６、接続導体３４
，３５．Ｃ１信号ライン３９およびめっき処理で形成さ
れる接続端子４２を構成要素として形成することができ
、配線パターンの製造工程が簡略化される。また本実施
例では、一対の共通電極層２５．２６が必要であるが、
相互に隣接するｎ個毎の発熱抵抗体３０毎に接続導体３
４．３５を連結部３３．３６に接続させ、かつ接続導体
３５に関して共通電極層２５と電気的に絶縁されつつ共
通ｔ［！層２６との導通を実現する構成は比較的大サイ
ズの連結部３６で行うようにした。

本件発明者の実験によれば、駆動回路素子３８毎にグル
ープ化される発熱抵抗体３ｏの数２ｎ＝６４で発熱抵抗
体３ｏの密度が８ドツト／　ｍ　ｍである場合、前記連
結部３６の長さＬ４は４ｍｍとなる。したがって接続導
体Ｃの幅Ｗ２（７０μｍ）で絶縁層７を乗り越えていた
従来例に比較し、連結部３６における共通電極層２６へ
の接続は、格段に容易となる。

駆動回路素子３８では、従来では２ｎ個の発熱抵抗体３
０に一対一に対応するバンブ４ｏを備えていたのに対し
、本実施例ではバンブ４ｏの数を半減することができ、
駆動回路素子３８のパン７４０の密度の低減を図ること
ができ、駆動回路素子３８の製造の容易化やバンブ４ｏ
のサイズを大形化できる。これにより信頼性を向上する
ことができる。また前述した第１の従来例に比較し、必
要な駆動回路素子３８の数を半減することができ、ヘッ
ド基板２２上への駆動回路素子３８の搭載工数の削減、
部品点数の削減により大幅なコスト削減を実現できる。

第９図は本発明の第２の実施例のサーマルへ・ｌド２１
ａの斜視図であり、第１０図はサーマルヘッド２１ａの
平面図であり、第１１図はサーマルヘッド２１ａの断面
図である。本実施例は、前述の実施例に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。本実施例の注目すべき
点は、前記実施例における共通電極層２５．２６および
連結部３３．３６の構成を外部配線基板４８上に構成し
、この連結部３３．３６とヘッド基板２２上の連結部３
３ａ、３６ａとを電気的に接続するようにしたことであ
る。

外部配線基板４８は、第１１図に示されるように、ポリ
カーボネートなどの比較的硬性の材料または可視性を有
する材料などから成る支持体４９と、この上に構成され
た共通電極層２５．２６などから成り、たとえば、前記
支持体４９にスルーホールを形成し、連結部３３．３６
とヘッド基板２２上の連結部３３ａ、３６ａとを電気的
に接続する。この接続は、たとえば半田などにより行わ
れる。

このような実施例においては、前述の実施例で述べた効
果と同様な効果を達成できるのに加え、共通電極層２５
．２６が外部配線基板４８上に構成されたので、共通電
極層２．５．２６の膜厚または長手方向と直交する方向
の幅をサーマルヘッド２１ａの感熱印画に必要な電流容
量に対応して任意の程度とすることができる。これによ
りサーマルヘッド２１ａは、要求される電流容量に関し
て汎用性を有するという新たな効果を奏するしのである
。

第１２図は、本発明の第３の実施例のサーマルヘッド２
１ｂの斜視図であり、第１３図はサーマルヘッド２１ｂ
の拡大斜視図である。本実施例は、前述の第１の実施例
に類似し対応する部分には同一の参照符を付す０本実施
例は下記の特徴点を有する。

（１）複数の発熱抵抗体３０の接続導体３４を共通電極
層２５に接続する連結部３３ｂが、発熱抵抗体３０から
離れるに従い先細状となるように形成し、かつ複数の発
熱抵抗体３２に接続されている接続導体３５と共通電極
層２６とを接続する接続導体３６ｂを、共通電極層２６
とほぼ同形に形成され、共通電極層２６を被覆する帯状
部４０と、接続導体３５と帯状部４０を連結する連結片
４１とから構成し、この連結片４１を発熱抵抗体３０か
ら遠ざかるに従い先細状となるように構成したことであ
る。

（２）前記連結部３６ｂの連結片４１と共通電極層２５
とを、電気的に絶縁する絶縁層２９の発熱抵抗体３０の
配列方向の長さＬ５を前記配列方向に関して隣接する連
結部３３ｂの端部に重複する程度の長さとしたことであ
る。

前記第１項の特徴により、前記連結部３６ｂの連結片４
１とその直下の共通電極層２５との位置合わせに関して
、比較的低精度の形成技術であっても、連結片４１が絶
縁層２９からはみ出して共通電極層２５と不所望に導通
する事態を防ぐことができる。また前記第２項の特徴に
より、やはり比較的低い形成技術であっても連結片４１
が共通電極層２５と不所望に導通する事態を防ぐことが
できる。ここにいう比較的低精度の形成技術とは、スパ
ッタリングおよびエツチングなどの薄膜技術に代えて用
いられるスクリーン印刷などの厚層技術である。

すなわち本実施例では、前述の第１の実施例において説
明した効果を達成できるばかりではなく、前記第１項お
よび第２項の特徴に基づく効果をも合わせて奏すること
ができるものである。

前述の各実施例では、駆動回路素子３８は接続導体Ｃと
フェースダウンボンディングにて接続されたけれども、
第１４図に示されるように駆動回路素子３８のバンブ４
０と各接続導体Ｃとをボンディングワイヤ４２で接続す
るようにしても良い。

このような実施例であっても、前述の実施例で述べた効
果と同様の効果を達成できるものである。

本発明は、前記各実施例においてサーマルヘッド２１．
２１ａ、２１ｂとして説明されたけれども、その他の実
施例として、電気絶縁性を有する配線基板上に複数の発
光素子が直線状に配列された光源装置や、同様な配線基
板上に複数の光電変換素子が直線状に配列されて原稿上
に表記された画像の濃淡像を電気信号に変換して読取る
画像読取装置においても同様な効果を奏するものである
。

［発明の効果コ 以上のように本発明は、複数の作動素子アレイ毎におけ
る中央位置に関する一方側の作動素子あるいは他方側の
作動素子かいずれか１つの共通電極層に接続されるに際
して、他の共通電極層と重複する部分を有し、この部分
に電気的絶縁または電気的な導通を実現する。この電気
的絶縁および導通の実現は、前述したように複数の作動
素子アレイ毎の中央位置に関する一方側または他方側の
複数の作動素子毎に行うことができ、このような電気的
絶縁または導通を実現する製造工程の精度を抑制するこ
とができる。またこれにより各作動素子と一方の共通電
極層を接続する際に断線などが発生する事慧を防ぐこと
ができ、記録／読取り装置の信頼性を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッド２１の斜視
図、第２図はサーマルヘッド２１の断面図、第３図はサ
ーマルヘッド２１の拡大平面図、第４図は第１図の切断
面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図、第５図は第１図の切断
面線Ｖ−■から見た断面図、第６図は駆動回路素子３８
付近の拡大断面図、第７図は駆動回路素子３８のバンブ
４０．４１付近の拡大断面図、第８図はサーマルヘッド
２１の電気的構成を説明する電気回路図、第９図は本発
明の第２の実施例のサーマルヘッド２１ａの斜視図、第
１０図はサーマルヘッド２１ａの簡略化した平面図、第
１１図はサーマルヘッド２１ａの断面図、第１２図は本
発明の第３の実施例のサーマルヘッド２１ｂの斜視図、
第１３図はサーマルヘッド２１ｂの拡大斜視図、第１４
図は本発明の他の実施例を示す平面図、第１５図は従来
例のサーマルヘッドｌの拡大斜視図、第１６図はサーマ
ルヘッド１の平面図である。 ２１．２１ａ、　２′ｌｂ−サーマルヘッド、２２・・
・ヘッド基板、２３・・・蓄熱層、２４・・低抗体層、
２５．２６・・・共通電極層、２９・・・絶縁層、３０
・・・発熱抵抗体、３２・・・中心線、３３．３３ａ、
３３ｂ・・・連結部、３４．３５・・・接続導体、３６
，３６ａ、３６ｂ・・・連結部、３８・・・駆動回路素
子、４５゜４８・・外部配線基板、４６・・・切換回路
、４１・・・連結片、Ｃ１〜Ｃｎ・・・接続導体 代理人　　弁理士　西枚　圭一部 第６図 第 図 １ａ ｍ　１０図 図 １ａ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ほぼ中央位置を基準にして有利な位置関係に画像の記録
   用または読取り用の作動素子を複数個配列して成る複数
   個の作動素子アレイと、これら作動素子アレイの各作動
   素子と導通する少なくとも２層の共通電極とで構成され
   た画像処理装置。