JPH09123506A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板の両端部付近に位置するリード線や共通電
極と外部配線板の配線導体との間で接続不良が多発して
いた。 【解決手段】矩形状を成す基板１上に、複数個の発熱素
子と該基板１の一辺に沿って導出される複数個の導電層
５とを取着させるとともに、該導電層５の導出領域に外
部配線板６の一部を重畳させ、基板１上の導電層５に外
部配線板６の配線導体７を接合させて成るサーマルヘッ
ドにおいて、前記外部配線板６は、耐熱性樹脂から成る
支持体８の一主面に前記複数個の配線導体７が被着さ
れ、且つ、該支持体８の他主面に帯状の金属箔９が被着
されて形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如
く、アルミナセラミックス等から成る基板１１上に、該
基板１１の一方の長辺に沿って配列される複数個の発熱
抵抗体１２と、前記発熱抵抗体１２の両端に接続される
共通電極１３ａ及び個別電極１３ｂと、前記個別電極１
３ａに接続されるドライバーＩＣ１４と、前記ドライバ
ーＩＣ１４に接続される複数個のリード線１５とを取着
させるとともに、前記共通電極１３ａ及び各リード線１
５に外部配線板１６の各配線導体１７を半田等を介して
接続させた構造を有している。

【０００３】かかるサーマルヘッドは、前記共通電極１
３ａ及び個別電極１３ｂ間にドライバーＩＣ１４の駆動
に伴って所定の電力を印加し、発熱抵抗体１２を選択的
にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱記
録媒体に伝導させ、感熱記録媒体に所定の印字画像を形
成することによってサーマルヘッドとして機能する。
尚、前記外部配線板１６は、基板１１上のドライバーＩ
Ｃ１４に外部電気回路（プリンタ本体等）からの種々の
制御信号を供給したり、基板１１上の発熱抵抗体１２に
外部電源からの電力を供給したりするためのものであ
り、このような外部配線板１６としては、例えば、フレ
キシブル印刷配線板を用いていた。

【０００４】またかかる外部配線板１６と基板１１との
接続は、まず基板１１上のリード線１５、共通電極１３
ａに外部配線板１６の配線導体１７が半田を介して当接
されるようにして外部配線板１６の一部を基板１１の端
部に重畳させ、しかる後、基板１１の下面に加熱バーを
当接させて基板１１と外部配線板１６との重畳部Ａを加
熱し、半田を溶融させることによって行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、外部配線板１６を基板
１１に半田接合する際、加熱バーの温度むらに起因して
半田が等しく溶融されず、全ての配線導体１７とリード
線１５等とを短時間で確実に接続させることが困難であ
った。特に加熱バーの両端部では温度が低くなる傾向が
あり、基板１１の両端部付近に位置するリード線１５等
と配線導体１７との間では接続不良が多発していた。ま
た基板１１の両端部付近をよく加熱するために加熱バー
の設定温度を高くなすと、基板１１の中央部付近が過度
に加熱されてしまい、その結果、フレキシブル印刷配線
板を形成する樹脂製のベースフィルムが溶けて外観不良
を発生したり、正常に接続することができなくなる欠点
を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、矩形状を成す基板上に、複数個の発
熱素子と該基板の一辺に沿って導出される複数個のリー
ド線とを取着させるとともに、該リード線の導出領域に
外部配線板の一部を重畳させ、基板上のリード線に外部
配線板の配線導体を接合させて成るサーマルヘッドにお
いて、前記外部配線板は、耐熱性樹脂から成る支持体の
一主面に前記複数個の配線導体が被着され、且つ、該支
持体の他主面に帯状の金属箔が被着されて形成されてい
ることを特徴とする。

【０００７】また本発明は、前記外部配線板の金属箔
が、基板と外部配線板との重畳部にのみ被着されている
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。

【０００９】図１は本発明のサーマルヘッドを示す平面
図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であり、１は基板、２
は発熱抵抗体、３ａは共通電極、３ｂは個別電極、４は
ドライバーＩＣ、５はリード線、６は外部配線板、７は
配線導体、８は支持体、９は金属箔である。

【００１０】前記基板１は矩形状を成しており、例え
ば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原
料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に
成すとともにこれを従来周知のドクターブレード法等を
採用することによってセラミックグリーンシートを形成
し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形
状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することによ
って製作される。

【００１１】また前記基板１の上面には、直線状に配列
された複数個の発熱抵抗体２と、該各発熱抵抗体２の両
端に接続される共通電極３ａ及び個別電極３ｂと、個別
電極３ｂに接続されるドライバーＩＣ４と、該ドライバ
ーＩＣ４に接続される複数個のリード線５とがそれぞれ
所定の領域に取着されている。

【００１２】前記発熱抵抗体２は、例えば窒化タンタル
等から成っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有し
ているため、共通電極３ａ及び個別電極３ｂを介して所
定の電力が印加されるとジュール発熱を起こし、印字画
像を形成するのに必要な所定の温度、例えば２００℃〜
３５０℃の温度に発熱する。

【００１３】また前記発熱抵抗体２の両端に接続される
共通電極３ａ及び個別電極３ｂは、アルミニウム等の金
属から成っており、これら共通電極３ａ及び個別電極３
ｂは発熱抵抗体２にジュール発熱を起こさせるために必
要な所定の電力を印加するためのものである。

【００１４】尚、前記発熱抵抗体２、共通電極３ａ及び
個別電極３ｂは従来周知のスパッタリング法及びフォト
リソグラフィー技術を採用することによって基板１上に
所定パターン、所定厚み（発熱抵抗体３は０．０１μｍ
〜０．５μｍの厚み、共通電極３ａ及び個別電極３ｂは
０．５μｍ〜２．０μｍの厚み）に被着される。

【００１５】また前記ドライバーＩＣ４は、発熱抵抗体
２を流れる電流のオン・オフを外部電気回路（プリンタ
本体等）より供給される印字信号や種々の制御信号に基
づいて制御するためのものであり、例えば、下面に複数
個の半田バンプを有したフリップチップタイプのドライ
バーＩＣ４を各半田バンプが個別電極３ｂに当接される
ようにして載置させるとともに、これを所定温度に加熱
した炉の中に入れ、半田バンプを加熱溶融させることに
よって個別電極３ｂに接続される。

【００１６】また前記複数個のリード線５は、外部電気
回路より供給される印字信号や種々の制御信号をドライ
バーＩＣ４に供給するためのものであり、該リード線５
は基板１の一辺に沿って導出されている。

【００１７】このように発熱抵抗体２やリード線５等が
取着されている基板１はまた、リード線５等が導出され
ている領域に複数個の配線導体７を有した外部配線板６
が重畳されており、これら複数個の配線導体７を基板１
上のリード線５及び共通電極３ａに接合させている。

【００１８】前記外部配線板６は、外部電気回路からの
印字信号や種々の制御信号をリード線５を介してドライ
バーＩＣ４に供給するとともに、外部電源からの電力を
共通電極３ａ等を介して発熱抵抗体２に供給するための
ものであり、かかる外部配線板６としては、製造が容易
で、安価なカード電線等が好適に用いられる。

【００１９】尚、前記カード電線は、銅等から成る導体
の表面に腐食防止膜として錫メッキを被着させた複数の
配線導体を所定の間隔で配置させたものを所定の鋳型に
差し込むとともに該鋳型の中に塩化ビニルモノマーを流
し込み、しかる後、これを所定の条件で加熱加圧し、複
数の配線導体７が塩化ビニル６ａで共通に被覆されるよ
うに一体形成することによって製作される。

【００２０】また前記外部配線板６は、複数個の配線導
体７の先端部が３ｍｍ程度露出され、この露出部を耐熱
性樹脂から成る支持体８の一主面に被着させるととも
に、支持体８の他主面に帯状の金属箔９を被着させてい
る。

【００２１】この支持体８としては、厚み２５〜１００
μｍのポリイミドフィルム等が用いられ、外部配線板６
の塩化ビニル６ａや露出された配線導体７を加熱硬化型
の接着剤や粘着剤等を用いて支持体８の一主面に接着さ
せることによって被着される。

【００２２】また前記金属箔９は、例えば、厚み２５〜
１００μｍの銅箔によって形成されており、加熱硬化型
接着剤や粘着剤等を用いて支持体８の他主面に接着させ
ることによって被着される。

【００２３】以上のように、前記外部配線板６は、耐熱
性樹脂から成る支持体８の一主面にリード線５等に接合
される配線導体７を被着させ、他主面に帯状の金属箔９
を被着させていることから、リード線５と配線導体７と
を溶着させるにあたり加熱バー等を用いて加熱する際、
加熱バーに温度むらが生じても、熱伝導性に優れた金属
箔９が基板１と外部配線板６とが重畳されている領域全
体にわたって熱を拡散し、各溶着部の温度を均一になす
ことができる。この結果、リード線５等と配線導体７と
の間に接続不良が発生したり、或いは、支持体８が溶着
時に印加される熱によって焼き付いたりすることが有効
に防止され、全ての配線導体７とリード線５等とを短時
間で確実かつ良好に接続させることができるようにな
る。

【００２４】また前記外部配線板６の金属箔９を、基板
１と外部配線板６との重畳部Ａにのみ被着させておけ
ば、熱が重畳部Ａをこえて広がることはなく、熱の拡散
を重畳部Ａの範囲内にとどめることができる。このた
め、基板１と外部配線板６との接合を極めて効率良く行
うことができるようになり、より短時間で接合作業を完
了させることが可能となる。従って外部配線板６の金属
箔９を、基板１と外部配線板６との重畳部Ａにのみ被着
させておくことが好ましい。

【００２５】前記外部配線板６と基板１との接合は、図
３に示す如く、まず基板１のリード線５や共通電極３ａ
の導出領域に外部配線板６の配線導体７が当接されるよ
うにして外部配線板６の一部を基板１の端部に重畳さ
せ、しかる後、外部配線板６の上面側から押さえバーを
用いて３〜５ｋｇ／ｃｍ² の圧力で加圧しつつ、重畳部
Ａに基板１の下面側から加熱バーを用いて３３０℃〜３
９０℃の温度で４〜６秒間加熱し、配線導体７の表面を
被覆する錫メッキ層を溶かしてリード線５等の表面に被
着されている金メッキ層に溶着させることによって行
う。

【００２６】尚、前記加熱バーは加熱部が帯状に成して
あり、これを所定温度に保持するとともに基板下面の所
定位置に当接させ、加熱バーの発した熱を基板１を介し
てリード線５等と配線導体７との重畳部に伝導させるこ
とによって加熱を行う。このとき、加熱バー及び押さえ
バーは、加熱バーの温度が１６０℃以下になってから取
り外すようにする。このような条件で接合を行うのは、
一旦溶融した錫メッキ層が十分に冷却されてから加熱バ
ーを外さないと、接続強度が弱くなってしまったり、基
板１と外部配線板６とが位置ずれを起こすことがあるか
らである。

【００２７】かくして、本発明のサーマルヘッドは、ド
ライバーＩＣ４の駆動に伴って共通電極３ａ及び個別電
極３ｂ間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体２を選択的
にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱紙
等に伝導させ、感熱紙等に所定の印字画像を形成するこ
とによってサーマルヘッドとして機能する。

【００２８】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、基板上のリード線と外
部配線板の配線導体とを溶着させるにあたり加熱バーを
用いて加熱する際、加熱バーに温度むらが生じても、熱
伝導性に優れた金属箔が基板と外部配線板とが重畳され
ている領域の全体にわたって熱を拡散し、各溶着部の温
度を均一になすことができる。この結果、リード線や共
通電極と外部配線板の配線導体との間に接続不良が発生
したり、外部配線板の一部が焼き付いたりするのが有効
に防止されるようになり、リード線等と配線導体とを短
時間で確実かつ良好に接続させることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】外部配線板の基板への接続工程を示す断面図で
ある。

【図４】従来のサーマルヘッドの平面図である。

【符号の説明】

１・・・基板 ２・・・発熱抵抗体 ３ａ・・共通電極 ３ｂ・・個別電極 ４・・・ドライバーＩＣ ５・・・リード線 ６・・・外部配線板 ７・・・配線導体 ８・・・支持体 ９・・・金属箔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形状を成す基板上に、複数個の発熱素子
   と該基板の一辺に沿って導出される複数個のリード線と
   を取着させるとともに、該リード線の導出領域に外部配
   線板の一部を重畳させ、基板上のリード線に外部配線板
   の配線導体を接合させて成るサーマルヘッドにおいて、 前記外部配線板は、耐熱性樹脂から成る支持体の一主面
   に前記複数個の配線導体が被着され、且つ、該支持体の
   他主面に帯状の金属箔が被着されて形成されていること
   を特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】前記外部配線板の金属箔が、基板と外部配
   線板との重畳部にのみ被着されていることを特徴とする
   請求項１に記載のサーマルヘッド。