JPH058417A - サーマルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被印刷媒体の双方向へのランニングを可能と
し、かつ電極の三次元パターニングを用意すると共に薄
型化する。 【構成】 発熱抵抗体１を形成する印字面３に接した一
方の面に前記印字面３に対して傾斜する斜面４、７ａを
形成すると共に一部の斜面７ａに駆動用集積回路５を実
装するＰＣＢ基板６を固定し、かつこのＰＣＢ基板６を
屈曲させて駆動用集積回路５が実装された部位６ａが斜
面７ａ上に位置して印字面３と連なる斜面４と連続させ
られ、他の部位６ｂが印字面３と平行に配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッドに関す
る。更に詳述すると、本発明は、屈曲困難な被印刷媒体
例えば硬質カード等に印刷可能なサーマルヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】サーマルヘッドは、６０〜１６０μｍ程
度の大きさの複数の発熱抵抗体を絶縁基板上に設置しこ
れら抵抗体に選択的に通電して発生するジュール熱を利
用して被印刷媒体に印字するようにしたもので、発熱抵
抗体の設置の仕方によって大きく分けて平面型サーマル
ヘッドと端面型サーマルヘッドとに分けられる。

【０００３】平面型サーマルヘッドは図３の（Ａ）に示
すように、セラミックス基板１０１の平面１０４に発熱
抵抗体１０３を設置したもので、同じ平面１０４上に駆
動用集積回路１０５を実装するようにしている。この平
面型サーマルヘッドの場合、発熱抵抗体１０３と駆動用
集積回路１０５を結ぶ電極は、ガラスマスクを使ったパ
ターニングによって極めて容易に公知のフォトリソグラ
フィ技術を利用して作成できる。

【０００４】端面型サーマルヘッドは、図３の（Ｂ）に
示すように、基板１０１の端面１０２に発熱抵抗体１０
３を配置すると共にその端面１０２と直交する異なる平
面１０４上に駆動用集積回路１０５等を実装し、発熱抵
抗体１０３だけを被印刷媒体１０６に対向させるように
している。そして、平面１０４上の駆動用集積回路１０
５と端面１０２上の発熱抵抗体１０３とは直交する二平
面１０２，１０４にかけて形成される電極１０７によっ
て結線されている。そこで、従来は基板１０１の端面１
０２と基板１０１の表裏両面１０４との間のコーナ部分
１０８を曲面に加工し、蒸着等の薄膜技術で端面１０
２、曲面コーナ部分１０８並びに両表面１０４に金属薄
膜を被着し、これをフォトリソ技術で同時にエッチング
することによって電極１０７を形成していた。この端面
型サーマルヘッドは、プラテンへの対向部をほぼ発熱素
子部分のみとできるため、硬質カード等の屈曲困難な被
印刷媒体へも印刷可能なサーマルプリンダを容易に実現
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平面型サーマルヘッドの場合、発熱抵抗体１０３と同じ
平面１０４上に駆動用集積回路１０５を実装しているた
め、これと被印刷媒体１０６とが衝突するのを防いで駆
動用集積回路１０５を保護するガイド１０９が設けられ
ている。したがって、屈曲困難な硬質なカード例えば残
額を表示可能なプリペイドカードのようなものの場合、
ガイド１０９が走行の妨げとなることから順方向の一方
向カードランニングに使用が限定されてしまう問題があ
る。

【０００６】また、端面型サーマルヘッドの場合、基板
１０１の端面１０２、曲面コーナ部分１０８並びに端面
１０２と直交する基板１０１の表裏両面１０４に被着し
た金属薄膜をエッチングするためには、互いに角度の異
なる面１０２，１０４にわたった正確なマスキングと露
光制御が必要となるため、サーマルヘッドの製造を煩雑
にして歩留りを低下させる。即ち、パターニングによる
電極の形成が三次元的になり、工程が煩雑でコスト高と
なると共にパターニングが難しく結線不良による歩留り
も悪くなる。しかも、駆動用集積回路１０５が発熱抵抗
体１０３のある端面１０２と垂直な平面１０４上に実装
されるため、ヘッド高さが高くなりプリンタ本体の薄型
化が難しい問題がある。

【０００７】本発明は、双方向へのカードランニングを
可能とし、かつ三次元パターニングを容易にすると共に
薄型化を可能とするサーマルヘッドを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のサーマルヘッドは、発熱抵抗体を形成する
印字面に接した一方の面に前記印字面に対して傾斜する
斜面を形成すると共に該斜面に駆動用集積回路を実装す
るＰＣＢ基板を配置し、かつ前記ＰＣＢ基板は屈曲して
駆動用集積回路が実装された部位が前記斜面上に位置す
ると共に他の部位が前記印字面と平行に配置している。

【０００９】

【作用】したがって、電極形成のためのパターン露光の
際に、発熱抵抗体を形成する印字面に対し斜面は僅かに
傾いているだけなので、斜面上に照射される光は僅かに
印字面とは離間した状態であり、マスクの形状等が実用
上問題となるほど変化することなく十分にその精度を維
持できる。

【００１０】そして、斜面に実装された駆動用集積回路
は印字面から高さ方向に離れるため、被印刷媒体の走行
ラインから退避でき、衝突の虞れがなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１２】図１に本発明のサーマルヘッドの一例を示
す。このサーマルヘッドは、発熱抵抗体１を搭載するセ
ラミック基板２と、発熱抵抗体１を制御する駆動用集積
回路５を実装するＰＣＢ基板６と、これらを支持する放
熱基台７とから主に構成され、発熱抵抗体１を形成する
セラミック基板２の印字面３に接した一方の面に前記印
字面３に対して傾斜する斜面４，７ａを形成すると共に
斜面７ａにＰＣＢ基板６を配置し、かつこのＰＣＢ基板
６を屈曲させて駆動用集積回路５が実装された部位６ａ
が放熱基台７の斜面７ａ上に位置し他の部位６ａが印字
面３と平行な第２の平面７ｂ上に配置されている。

【００１３】セラミック基板２は台形状を成し、その頂
面の印字面３に発熱抵抗体１が形成され、その印字面３
から斜面４にかけて連続的に電極（図示省略）が形成さ
れている。セラミックス基板２の印字面３には、図示し
ていないがガラス等によってアンダーグレーズ（保温
層）が形成され、その上にＡｕ電極、発熱抵抗体１を形
成してオーバーグレーズ（保護層）によって保護されて
いる。保護層は発熱抵抗体１の劣化を防ぎ機械的外力に
よる破壊や摩耗から保護する働きをなすもので、通常ガ
ラス等によって構成される。セラミックス基板２には発
熱抵抗体１が形成される印字面３に対して傾斜する斜面
４が設けられ、印字面３から斜面４にかけて電極が厚膜
ないし薄膜工法によって形成される。発熱抵抗体１は主
に薄膜または厚膜の抵抗体で作られる。薄膜の発熱抵抗
体としては、ＮｉＣｒ、Ｔａ−Ｎ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｔａ−
ＳｉＯ₂ 等が用いられ、厚膜としてはＲｕＯ₂ がよく用
いられる。本実施例の場合、ＲｕＯ₂ が厚膜印刷によっ
て形成されている。

【００１４】放熱基板７はセラミックス基板２とＰＣＢ
基板６とを支持して固定するもので、例えばアルミニウ
ム合金等が使用されている。この放熱基板７はセラミッ
クス基板２の斜面４に連続する斜面７ａとセラミック基
板２を載置する第１の平面７ｃ及びこの面７ｃと平行な
第２の平面７ｂとを有する。この放熱基板７の斜面７ａ
及び第２の平面７ｂには可撓性のあるＰＣＢ基板（プリ
ント配線基板）６が載置され固定されている。即ち、可
撓性のあるＰＣＢ基板６は放熱基板７の斜面７ａと第２
の平面７ｂに合せて折曲げられている。この可撓性のあ
るＰＣＢ基板６としては、例えば商品名グリーンフレッ
クス（新神戸電機株式会社製）が使用可能である。そし
て、ＰＣＢ基板６の斜面部位６ａには発熱抵抗体１を選
択的に発熱させるための駆動用集積回路５が実装されて
いる。この駆動用集積回路５とセラミックス基板２の斜
面４上に形成された電極とは、図示していないが、例え
ばワイヤーボンディング等によって結線される。更に、
ＰＣＢ基板６の平面部位６ｂには外部信号を受け入れる
コネクタ８やそれを対応する駆動ＩＣに振分けるための
素子９等が実装されている。そして、これらは対応する
駆動用集積回路５にそれぞれ結線されている。

【００１５】以上のように構成されたサーマルヘッドは
例えば次のようにして製造される。

【００１６】まず、セラミックス基板２上に保温用のア
ンダーグレーズ層（図示省略）を形成する。その後、そ
の上及びセラミックス基板２の斜面４にかけて導電性に
優れる金属、例えば金を全面に厚膜印刷し焼成する。こ
こで、セラミックス基板２は例えば板厚３ｍｍで発熱抵
抗体１を形成する印字面３に対し２７°の傾斜角をつけ
た斜面４を有するものである。次にＡｕ膜上にフォトレ
ジストを塗布しフィルムマスクを使い任意のパターンに
露光する。このとき、セラミックス基板２の発熱抵抗体
１を形成する印字面３と斜面４とは僅かに傾いているだ
けなので、露光時に斜面４上に照射される光は僅かに印
字面と離間した状態であり、マスクの形状等が実用上問
題となる程変化することなく十分にその精度を維持でき
る。露光後、Ａｕ膜をエッチングし、残ったＡｕ膜で電
極を形成する。電極は個別電極と共通電極から成る。

【００１７】次いで、可撓性を有するＰＣＢ基板６に駆
動用集積回路５の回路パターン等を形成し、放熱基板７
にセラミックス基板２と共に固定する。ＰＣＢ基板６上
に駆動用集積回路５を実装し、駆動用集積回路５からセ
ラミックス基板２の各Ａｕ電極にワイヤーボンディング
を行って結線する。更に、駆動用集積回路５の保護のた
めのシリコン樹脂で斜面４上の駆動用集積回路５を封止
する。

【００１８】以上のように構成された本発明のサーマル
ヘッドは例えば図２に示すように、放熱基板７の頂部に
位置するセラミックス基板２の発熱抵抗体１部分がプラ
テンローラ１０と対向し、走行ガイド１１，１２の隙間
から露呈するようにして設置する。これによって、プリ
ンタ本体のカード１３が走行する面と水平にサーマルヘ
ッドの印字面３を固定する。

【００１９】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、放熱基板７の斜面７ｂにかけて全面にフレ
キシブルなＰＣＢ基板を使わず、部分的にフレキシブル
なＰＣＢ基板を使用して駆動用集積回路を実装すること
も可能である。即ち、フレキシブルなＰＣＢ基板を介し
て、硬質なＰＣＢ基板とセラミックス基板２とを接続す
ることも可能である。このとき、フレキシブルＰＣＢ基
板上に駆動用集積回路５を実装し、これを放熱基板７の
斜面７ａに固定し、信号受け入れのためのコネクタ８等
を実装した硬質のＰＣＢ基板を放熱基板７の第２の平面
７ｂに固定し、これらをワイヤーボンディングによって
結線するようにしても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のサーマルヘッドは、発熱抵抗体を形成する印字面に接
した一方の面に前記印字面に対して傾斜する斜面を形成
すると共に該斜面に駆動用集積回路を実装するＰＣＢ基
板を固定し、かつ前記ＰＣＢ基板を屈曲させて駆動用集
積回路が実装された部位を斜面上に位置させると共に他
の部位を印字面と平行に配置したので、斜面に実装され
た駆動用集積回路が印字面から高さ方向に離れ被印刷媒
体の走行ラインから退避し衝突の虞れがなくなる。この
ため、硬質な被印刷媒体・カードの双方向ランニングが
可能となる。また、本発明は印字面と駆動用集積回路を
実装する斜面との交わる角度が小さいため、電極形成の
ためのパターン露光の際に、斜面上に照射される光は僅
かに印字面とは離間した状態であり、マスクの形状等が
実用上問題となるほど変化することなく十分にその精度
を維持でき、三次元パターニングが容易となる。更に、
本発明のサーマルヘッドは、一部が傾斜しかつ一部が印
字面と平行に水平に曲げられるため、薄型化が可能であ
る。また、本発明のサーマルヘッドは、駆動用集積回路
を含めた実装部品をＰＣＢ基板上に設けセラミックス基
板を小さくできるため、コストダウンとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す斜視
図である。

【図２】図１のサーマルヘッドをプリンタ本体に組込ん
だ状態の概略構造を示す説明図である。

【図３】従来のサーマルヘッドを示す概略図で、（Ａ）
は平面型サーマルヘッド、（Ｂ）は端面型サーマルヘッ
ドを示す。

【符号の説明】

１ 発熱抵抗体 ２ セラミックス基板 ３ 印字面 ４ 斜面 ５ 駆動用集積回路 ６ ＰＣＢ基板 ７ 放熱基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 発熱抵抗体を形成する印字面に接した一
   方の面に前記印字面に対して傾斜する斜面を形成すると
   共に該斜面に駆動用集積回路を実装するＰＣＢ基板を配
   置し、かつ前記ＰＣＢ基板は屈曲して駆動用集積回路が
   実装された部位が前記斜面上に位置すると共に他の部位
   が前記印字面と平行に配置されていることを特徴とする
   サーマルヘッド。