JPS592627B2 - 熱記録ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多層配線部の構成を簡単にし、製作容易で、信
頼性に富む熱記録ヘッドを提供するものである。

熱記録ヘッド又はサーマルヘッドと呼ばれるものは微少
な抵抗発熱体を一列又はマトリスク状に配置し、その複
数個の抵抗体の中で、特定の抵抗体を選択して通電発熱
させ、それに接触させた感熱紙を発色させ、電気的情報
を視覚化するものである。

近年、熱記録を行う場合においても、特に発熱素子の分
解能が重要性を増しつつあり、最低限順当り４本の分解
能をもつこと、即ち１Ｔｆｇｎ当り４個の発熱素子を形
成し駆動することが必要となつてきた。

したがつて印字紙幅によつて定まるが、必要な印字条件
を満足させるためには通常数百個以上の発熱素子を形成
する必要がある。そこで、配線や素子の形成はその精度
を実現するためにすべてフオトエツチング加工による必
要があるが、ヘツド自体の物理的寸法は感熱記録紙の幅
だけ必要であるので、その加工は必ずしも簡単でない。
従来、発熱素子を一列に配置した場合の配線は第１図に
示すようにして行つていた。第１図において２は発熱抵
抗体であり、３は発熱抵抗体２に流れる電流の逆流防止
用のダイオードあるいはトランジスタ等の一方向性素子
であり、１は発熱抵抗体２を特定数宛まとめ一方の端子
を共通接続した端子であり、４はドライバ回路端子部５
と一方向性素子３を接続する接続部である。前記各発熱
素子の一端は特定数宛共通接続してＩ，・・・・・・・
・・Ｍ個の端子を得ている。また発熱素子の他方の端子
には前記十方向性素子を介して前記特定数の同一対応位
置にある前記一方向性素子３の遊端を共通接続してドラ
イバ回路素子５を保つている。前記特定数は通常８，１
６，３２，６４のごときＮ一２ｎのどれかにまとめる。
したがつて第１図の回路でＭＸＮのマトリクス制御が可
能になる。この種配線の具体的なやり方としては第２図
に示すような構成が考えられる。２′は発熱抵抗体部で
あり、３′は発熱抵抗体を流れる電流の逆流を防ぐため
の一方向性素子プロツク、１′は発熱抵抗体部２′を特
定数宛まとめた端子である。

７はアルミナ基板６上に周辺部を残した全面に印刷焼成
された表面の荒さが２５０Ａ以下の平滑性に優れたグレ
ーズ面であり、一般には１１０００Ｃ以上の温度で焼成
することにより得られる。

８はスリツト１０を有するポリイミドまたはポリエステ
ルフイルムから成る絶縁シート、９は絶縁シート８上に
接着された厚み３５μの銅箔導体である。

１２は多層配線部であり、Ｌ字形の下層配線１１と銅箔
導体から成る上層配線９とから成つている。

第３図は多層配線部の上層配線となるフイルムリードの
平面図および側断面図である。８は絶縁シート、９は銅
箔導体、１０はスリツト、１３は組立時の固定および位
置合せ用の孔である。

第２図においてグレーズされたセラミツク基板６に発熱
抵抗体部３′と導体を薄膜技術で形成後フオトエツチン
グ技術で共通端子１″、発熱抵抗体部２５および多層配
線部１２の薄膜下層配線部１１を形成する。

このとき下層配線１１をＬ字形にし発熱抵抗体の配列と
平行になつている部分の導体間隔および導体幅を大きく
しておく。次に耐摩耗性膜として炭化珪素ＳｉＣ等をス
パツタリング等の方法により発熱抵抗体部２′の近傍に
形成した後、１チツプにＮ個（第２図の場合６個）のダ
イオードを含むチツプをミニモツド等の方法によりボン
デイングし、一方向性素子プロツク３″を形成する。

多層配線部１２は第３図の如きフイルムリードを別に準
備して、それを前記セラミツク基板の薄膜下層配線部に
付けることによつて熱記録ヘツドが形成される。

フイルムリードは厚み５０μのポリイミドフイルム８上
に一定間隔でスリツト１０を設け、厚み３５μの銅箔を
接着し、フオトエツチング技術によりＮ本のストライプ
状電極を形成し、さらにスリツト１０で露出された部分
に錫あるいはハンダメツキをほどこしておく。この様な
厚み３５μ程度の銅箔ストライプ状電極の電極間ピツチ
は、薄膜技術による場合のように小さくすることは困難
である。したがつて薄膜下層配線はＬ字型にして、上層
銅箔配線に合わせて電極間ピツチおよび電極幅は広げて
ある。今、前記フイルムリードを銅箔電極を上側にして
、すなわちポリイミドフイルムを電気絶縁としてセラミ
ツク上の薄膜下層電極と銅箔上層電極の間にはさんだ形
でセラミツク基板上に位置合わせして置く。位置合せお
よび固定は絶縁シート上の孔１３を利用してピンの立つ
た組立治具を用いる。すなわち組立治具のピンに絶縁シ
ート上の孔１３をはめ込み絶縁シートを張る。その絶縁
シートの下に薄膜下層配線をほどこしたセラミツク基板
を挿入する。このときセラミツク基板上の薄膜下層配線
と絶縁シート上の銅箔上層配線はスリツト１０部分で絶
縁シートの厚み分５０μだけ浮いた状態になつている。
ただし第３図Ｂに示す断面図のごとくスリツト１０部分
で銅箔９をへこませてもよい。この状態でスリツト１０
にはまり込むようなツールでスリツト１０部分の銅箔上
層配線を薄膜下層配線に接するまで押えつけ、ツールに
パルス電流を流して加熱する。今、薄膜下層配線として
クロム・金構造で銅箔上層配線の銅表面に錫メツキをし
ておくと、ツールを５０００Ｃ程度に加熱することによ
り、金と錫の合金化が起り、銅箔上層配線と薄膜下層配
線が接続される。この場合、スリツトを横切るＮ本の配
線（第２図の場合６本）は同時にボンデイングされる。
このようなボンデイングをスリツトの数すなわちＭ回く
り返し、多層配線の接続を終了する。この接続により、
Ｎ本の画信号端子が得られる。Ｎ本の画信号端子は第２
図の多層配線用フイルムをそのまま延長してもよいが、
いつたん多層配線用は多層配線用としてセラミツク基板
上で打ち切り、別のフレキシブルフラツトケーブルをセ
ラミツク基板端部で薄膜下層配線と接続させてもよい。
第２図および第３図の構成は一方向性素子接続用フイル
ムリードとは別に多層配線専用のフイルムリードを必要
とする。

この多層配線専用フイルムリードは高価である上ボンデ
イング箇所が多層配線部分すなわちＭＸＮ個だけ増すこ
とになり、コストおよび信頼性の面で不利である。本発
明は上記従来技術および新規な多層配線技術にもとづき
、多層配線用フイルムリードを省略し、かつ接続箇所を
少なくして信頼性およびコストの面で有利な熱記録ヘツ
ドを提供するものである。

以下本発明の詳細について実施例とともに説明する。

第４図は本発明の一実施例の熱記録ヘツドの電気的接続
図、第５図は第４図の具体的回路構成図である。この実
施例はＮ＝５の場合を示している。第４図において、２
１は共通端子部、２２は発熱抵抗体部、２３は一方向性
素子部であり、第４図では一方向性素子部としてダイオ
ードを用いた例を示している。２４はマトリクス配線部
、２５はドライバ回路と接続される画信号端子部である
。

Ｎ個の発熱抵抗体を１グループとして共通接続してＭ個
の共通端子部２１としているので発熱抵抗体の総数はＭ
ＸＮ個であり、一方向性素子部２３を介してマトリクス
配線部２４でＭ行Ｎ列にマトリクス接続される。第５図
において、２Ｖ〜２５″は第４図の２１〜２５に対応す
るものである。２７はアルミナ基板２６上に周辺部を残
して全面に印刷および焼成されたグレーズ層であり、〜
表面あらさが２５０Ａ以下の平滑性に優れたグレーズ面
とし、一般には１１００℃以上の温度で焼成することに
より得られる。

２８，２８′はポリイミドフイルム又はポリエステルフ
イルムであり、これを絶縁シートを呼ぶ。

２９，２９″はこの各各絶縁シート２８，２８′上に接
着された銅箔導体であり、突出部、露出表面は金メツキ
、錫メツキあるいはハンダメツキ等が施されている。

なおこの銅箔導体は厚み３５μであり、Ｎ本（図では５
本）が単位となつて前記絶縁シート上に接着されており
、発熱抵抗体部２２の列方向と直角方向に並んでいる。
３０はホトエツチング等により加工したプリント基板で
ある。

３１は前記プリント基板の加工により得られた銅箔導体
であり、表面はハンダメツキや金メツキ等が施されてい
る。

なお、この３０を前記グレーズ層２７を設けたアルミナ
基板２６またはガラス基板等で形成することができるが
、プリント基板で構成すれば最も簡易である。共通導体
部３１の点線部は絶縁シート２８の下の部分に位置する
。

この点線部と絶縁シート２８′上の導体部２９′は絶縁
シート２８′の端部３２で接続されている。３３は基板
２６上に形成された導体部であり発熱抵抗体２２′と絶
縁シート２８上に接着された銅箔導体２９間を連結する
電極配線である。

導体２９と導体部３３は絶縁シート２８の端部３４で接
続されている。絶縁シート２８と２８５の間に一方向性
素子プロツク２３′が配されその両端子部と各々の導体
２９および２９′と接続されている。３５は構成要素を
保持する保持板である。

なお、共通導体部３１は一方向性素子部を越えて絶縁シ
ート２８の下側に及ぶ領域まで形成してもよい。

このようにすれば共通導体部の突出部において一番下側
の導体が発熱抵抗体側へ近接し、絶縁シート２８′の形
状を小さくでき、その取扱いが容易になり、かつ材料的
にも有利である。また共通導体部３１の絶縁シート２８
／より出ている部分の導体相互の間隔は屈折させること
によつて任意に広げられる。次に、第５図の熱記録ヘツ
ドの構成を第６図、第７図および第８図をもとにしてさ
らに詳細に説明する。

第５図の熱記録ヘツドは第６図、第７図、第８図を組み
合わせて出来上るものである。勿論この他に図示してい
ないが、第５図に於ける基台３５が必要な事は当然であ
る。ここで第６図はクレーストセラミック基板２６，２
７上に、発熱抵抗体２２′と、複数個の発熱体群をまと
めた共通端子部２１″及び各発熱体に応じた個別の導体
３３を設けたものである。

次に第７図の部材は第６図の部材とな切り離された別の
基板を示しており、プリント基板３０上に５本の銅箔導
体３１が蛇行状パターンとして形成されてなるものであ
る。

これらの蛇行状パターンの銅箔導体３１はプリント基板
３０の長手方向Ｘに垂直な部分３１ａと、方向Ｘに平行
な部分３１ｂとを有し、これらの部分３１ａと３１ｂと
は直角の折れ曲がり部３１ｃを形成している。次に第８
図はフイルムキヤリア部材を示しており、これは絶縁シ
ート２８と２８′に銅箔導体２９と２９′がそれぞれ複
数本平行に接着され、さらに絶縁シート２８と２８″間
には一方向性素子（ここではダイオード）が配置され、
銅箔導体２９，２９′と電気的に接続されてなるもので
ある。これらの第６図、第７図および第８図に示す部材
を基台３５上に順次配置することにより第５図に示す熱
記録ヘツド・を容易に形成できる。本実施例の熱記録ヘ
ツドにおける特徴を次に列挙する。（ａ）発熱抵抗体群
２２″とダイオードアレー２３５はそれぞれ別部材とし
て作られた後に基台上で組み立てられるための歩留りを
向上させることができる。

すなわち、従来のごとく同一基板上に発熱抵抗体とダイ
オードアレーを設けると、一方が不良の場合もう一方が
良品であつても、この良品も無駄になる。その点本実施
例の如く、発熱体とダイオードアレーを別々に製作でき
る構成であれば、このような欠点を除去でき歩留りの点
から有利である。特にダイオードアレーはフイルムキヤ
リアとボンデイングして品質試験に合格したものだけを
第６図の発熱体部を組み合せることにより歩留りを向上
させることができる。（ｂ）第７図に示すプリント基板
３０上の銅箔導体３１は、第８図に示すフイルムキヤリ
アとの接続が容易になるように特別な蛇行形状をしてい
る。

すなわち、第７図に示す銅箔導体３１の形状に特別の工
夫をこらしているため第８図のフイルムキヤリアは極め
て単純な形状、構造にすることができる。さらに、こ＼
で、本実施例の配線上の大きな特徴について述べると、
第４図および第５図を見ても分る様に、マトリクス配線
側でＮドツト（図ではＮ＝５）ごとに、すなわち各グル
ープの同一対応位置にある導体を共通に接続するという
従来法とは違つて、例えば第４図で左端から発熱抵抗体
２３のうちＲｌ，Ｒ２，Ｒ３・・・・・・，Ｒ２Ｏとし
た時、Ｒｌ，ＲｌＯ，Ｒｌｌ，Ｒ２Ｏを共通に結ぶ。

また、次にＲ２はＲ９，Ｒｌ２，Ｒｌ９と共通に結ぶ。
以下図面の通りであるが、これは従来のＮドットごと即
ち第４図ではＲｌ，Ｒ６，Ｒｌｌ，Ｒｌ６共通といつた
方式とは全く異る。たとえば、第４図では、第１グルー
プの発熱素子の配列順序はＲｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５となつているが、これを一般にＲｌｌり Ｒｌ２ラ
Ｒｌ３９゜゜゜゜゜゜ソ Ｒｌｎとすると、第２グルー
プでの配列順序は逆にｎ番目が最初に、１番目が最後に
並ぶ様になる。即ちＲ２ｎ，Ｒ２（ｎ−１），・・・・
・・ Ｒ２。，Ｒ２ｌと逆に並ぶようになる。次に第３
グループは第１グループと同じくＲ３ＰＲ３２ツ″′１
３ラＲ３ｎｌ第４グループは第２グループと同じく配列
順序が逆になる。これを交互にくり返すことになる。こ
の様な接続配線により、Ｎ本（第４図、第５図では５本
）の画信号端子２５′が得られる。基板上に形成された
画信号端子２５′からはフレキシブルフラツトケーブル
等を用いて電源に接続すれば良い。なお、上記構成にお
いては、グループ毎に配列順序が交互に逆になつている
ので、画信号を交互に切り換えて与える必要がある。

また第５図においては発熱素子２２′、電極配線３３を
形成するための基板２６と、一方向性素子プロツク２３
（マトリクス配線部２４″を形成するためのプリント基
板３０を分離した例を示しているが・それらを一体化し
た一板の基板を用いても良い事は当然である。また第５
図において絶縁シート２８，２８′はＮドツト（図では
Ｎ＝５）を単位として分離しているが、Ｎドツトを何グ
ループかまとめて、絶縁シートを連続させる事も可能で
ある。さらに第４図、第５図に於いてドライブ回路との
接続部２５′は左端からとり出しているが、右端からと
り出すこともできるし、両端から取り出してもよい。し
かし中間から取り出す場合が最もよい。というのは中間
からとり出せば各発熱抵抗体に対する配線用導体部の長
さの不均一が少なくなり、配線用抵抗による電圧降下差
を余り考えなくてよいからである。以上のように本発明
においては、一方向性素子を接続するためのフイルムリ
ードでマトリクス配線部の接続も兼用でき、従来の如く
、マトリクス配線用フイルムリードをわざわざ必要とせ
ず、高価な材料費が要らないばかりでなく、接続箇所が
ＭＸＮ個不要となり、工数および信頼性の面でも格段と
有利となる。

また発熱素子用基板とマトリクス配線用基板を分離した
場合、後者の基板材料としてプリント基板の利用が可能
になり配線の製作の容易さ、信頼性およびコスト面で非
常に有利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一実施例の感熱ヘツドの電気的接続図、
第２図は第１図の具体的構成図、第３図Ａ，Ｂは第２図
の構成要素の平面図および側面図、第４図は本発明の一
実施例の感熱ヘツドの電気的接続図、第５図は第４図の
具体的構成図、第６図は発熱抵抗体等を有する同感熱ヘ
ツドの一構成部材を示す斜視図、第７図は蛇行状の導体
群を有する同感熱ヘツドの一構成部材を示す斜視図、第
８図はダイオードアレイ等を有する同感熱ヘツドの一構
成部材を示す斜視図である。 ２１，２１″・・・・・・共通端子部、２２，２２′・
・・・・・発熱抵抗体部、２３，２３′・・・・・・一
方向性素子部、２４，２４″・・・・・・多層配線部、
２５，２５″・・・・・・画像信号端子部、２６・・・
・・・アルミナ基板、２７・・・・・・グレーズ層、２
８，２８′・・・・・・絶縁シート、２９，２９′・・
・・・・導体、３０・・・・・・プリント基板、３１・
・・・・・導体、３２，３４・・・・・・絶縁シート端
部、３３・・・・・・導体部、３５・・・・・・保持板
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎ個を１単位群としてＭ個の単位群に分けて一列に
   配して形成した複数個の発熱抵体とこの発熱抵抗体の一
   端を前記単位群宛共通接続するＭ個の共通端子群とを上
   面に有する第１の基板と、前記発熱抵抗体の各々の他端
   に一端が接続される一方向性素子群とこの一方向性素子
   群の他端と接続される導体群を前記発熱抵抗体に対応さ
   せてＮ本で１単位群としてＧ＿１、Ｇ＿２・・・・・・
   Ｇ＿Ｍ＿−＿１、Ｇ＿Ｍの単位群にわけて配した絶縁シ
   ートとよりなるフィルムキャリア部材と、この絶縁シー
   ト上の導体群にマトリクス配線するように接続されるＮ
   本の蛇行状の導体群を設けた第２の基板とを各々独立し
   て形成された構成部材とし、前記第２の基板上に前記フ
   ィルムキャリア部材が配置されるとともに前記第１の基
   板と前記第２の基板とが第３の基板上に配置されてなる
   熱記録ヘッドであつて、前記絶縁シート上の導体群にお
   けるＭ個の単位群をＧ＿１Ｇ＿２、Ｇ＿２Ｇ＿３・・・
   ・・・、Ｇ＿Ｍ＿−＿２Ｇ＿Ｍ＿−＿１、Ｇ＿Ｍ＿−＿
   １Ｇ＿Ｍのように２つずつ組み合せるとともに、その２
   つの単位群のうち一方の単位群のＮ本の導体をＰ＿１、
   Ｐ＿２、Ｐ＿３、・・・・・・Ｐ＿Ｎ＿−＿１、Ｐ＿Ｎ
   、他方の単位群のＮ本の導体をＰ′＿１、Ｐ′＿２、Ｐ
   ′＿３、・・・・・・、Ｐ′＿Ｎ＿−＿１、Ｐ′＿Ｎと
   し、それらの導体群をＰ＿１とＰ′＿Ｎ、Ｐ＿２とＰ＿
   Ｎ＿−＿１・・・・・・、Ｐ＿Ｎ＿−＿１とＰ′＿２、
   Ｐ＿ＮとＰ′＿１とがそれぞれ接続されるように前記絶
   縁シート上の導体群の端部を前記第２の基板上のＮ本の
   導体群に接続したことを特徴とする熱記録ヘッド。 ２ 特許請求の範囲第１項において、第２の基板上の導
   体群は互いに交錯することなく発熱抵抗体列方向に略平
   行に配された部分と前記発熱抵抗体側に突出して配され
   た部分とからなり、前記突出部上に絶縁シートを配して
   なることを特徴とする熱記録ヘッド。 ３ 特許請求の範囲第２項において、第２の基板上の導
   体群の突出部は一方向性素子部を越えて形成されている
   ことを特徴とする熱記録ヘッド。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかにおい
   て、絶縁シートの導体部は絶縁シート端部より突出して
   いることを特徴とする熱記録ヘッド。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかにおい
   て、導体群を設けた第２の基板はプリント基板で構成す
   ることを特徴とする熱記録ヘッド。