JPS592865A - ドライバ搭載型サ−マルヘツド - 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】 発明の技術分野 本発明は印字ヘッド部とそのドライバ部とを一体化して
構成したドライバ搭載型サーマルヘッドに関するもので
ある。

技術の背景 絶縁基板上に電気抵抗を利用した多数の発熱体素子が形
成されたサーマル−・ラドを感熱性記録媒体に接触させ
、所望の発熱体素子のみを電気信号によシ発熱させるこ
とによシ複数ドツトの組合せからなる各種記号９文字２
画像等を記録媒体上に印刷するサーマルプリンタが近時
広く使用されている。

この場合、サーマルヘッドに形成される発熱体素子の密
度は、鮮明な印刷品質を確保するため一般に１ｗｎ幅で
８個のものが用いられており、Ａ４サイズの記録媒体に
対向するサーマルヘッドの発熱体素子は１６６４個がア
レイ状に形成されている。

従って、各発熱体素子の入力線と出力線とを独立させて
サーマルヘッド基板から導出してそのドライバ回路に接
続させることは、導出端子数（接続数）があまりにも多
数とな如実用的でない。そのため、従来は多数の発熱体
素子を一定数ずつの複数群に分割し該単位で導出端子が
形成されたマトリックス配線がサーマルヘッド構成手段
として用いられている。一方、導出端子数を少なくする
他の手段として、多数の発熱体素子を一定数ずつ複数群
に分割し、各発熱体素子群に対応する複数のＩＣを組込
んでなるドライバ回路がサーマルヘッド基板に搭載され
る構成も採用されておシ、かかる構成のサーマルヘッド
は、マトリックス配線で構成されたサーマルヘッドが各
群内の発熱体素子を同時に加熱できないのに対し、全発
熱素子の同時加熱が可能で高速記録を実現できるため、
最近では特に大型サーマルヘッドの構成手段として広く
用いられている。

従来技術と問題点 従来、ドライバ搭載型サーマルヘッドは、１枚の基板に
印字ヘッド部とドライバ部を形成していた。そして、各
発熱体素子は蓄熱性基板の上に形成゛される必要がある
反面、ドライバ部は放熱性基板に搭載する必要があるた
め、セラミックス基板を使用し発熱体素子が形成される
部分にガラスをグレーズしていた。なお、ドライバ回路
に搭載されるｒｃは複数の各発熱体素子群に対応し、シ
フトレジスタとラッチと群内の各発熱体素子に接続され
る複数個のパワートランジスタとが集積形成されてなり
、各ＩＣ間を多層配線で接続してドライバ部が構成され
ている。

しかし、１枚の基板上にガラスを部分的にグレーズする
製造工程とドライバ回路を形成する工程とは、焼成温度
および焼成雰囲気（酸化と還元）が異なるため、従来の
一般的技術、材料を用いた場合いずれの工程を先行させ
ても後工程中に先行工程部が破壊または劣化する。また
、この場合、ガラスグレーズ部は周囲より９０μｍｓ度
盛り上るため、計盛り上９部を横切って写真蝕刻法によ
り導体パターンを形成する際に、段差部にレジストの残
滓が付着してパターン不良発生の一要因となっている。

この問題を解決するため、ヘッド部とドライノく部とを
切り離し、ヘッド部はグレーズドアルミナ尋の蓄熱性の
良い基板に形成するとともにドライバ部をアルミナ等の
放熱性−の良い基板に形成してこれらを一体化する構成
が本出願人により既に提案されている。この構成概要を
第１図に示す。図中、１はドライバ搭載型サーマルヘッ
ドで、該ドライバ搭載型サーマルヘッド１は、図中点線
で示すようにアレイ状に形成された１６６４個の発熱体
素子をグレーズドセラミックス基板２の上面に形成した
印字へアト部６と、ドライノ（回路をセラミックス基板
４の上面に形成したドライノく部５とをセラミックス基
板６の上面に搭載して彦る。基板２の基板４に対向する
側の上面には各発熱体素子に接続されたリード端子（図
示せず）が形成されるとともに、基板４の上面にはこの
リード端子と対向するリード端子（図示せず）が形成さ
れ、どれらの対向するリード端子はコネクタ７により接
続されている。すなわち、多数の発熱体素子パターンお
よび該素子に接続された人、出力線パターレ等よシなる
印字ヘッド部６を形成した基板２と、所定の配線パター
ンを形成しＩＣ８等を搭載してなるドライバ部５が形成
された基板４とを基板６に搭載した後、コネクタ７を介
し印字ヘッド部６とドライバ部５とを接続してサーマル
ヘッド１が完成される。なお、ドライバ部５は、各発熱
体素子群（多数の発熱体素子は複数個例えば６２個ずつ
複数群例えば５２群に分割される）にそれぞれ対応して
１個のシフトレジスタと１個のラッチと群内の各発熱体
素子に対応してダーリントン接続される複数個のパワー
トランジスタとが形成された図示しないｒｃチップを、
２個ずつ多層構成のチップキャリアに搭載してなる複数
個例えば２６個のｒｃＢを基板４に搭載し、各ＩＣ８間
の共通配線（例えばＶｃｔ　、クロック、リセット＠−
）９を基板Ａの上に厚膜多層形成してなる。なおｒｃ出
力線はＩＣ８の下の基板４上に薄膜２層に形成（図示省
略）されている。コネクタ７は、第２図に詳細を示すビ
ームリード形のもので、金（，４ｕ）メッキ層１０と金
（Ａｕ）蒸着層１１とパラジウム（Ｐｄ）蒸着層１２と
チタン（Ｔｊ　）蒸着層１６を積層した短冊形の複数個
の接続片１４、耐熱性を有するポリイミドからなる短冊
形絶縁膜１５、ガラスまたはシリコン等からなる短冊形
基体１６によシ構成されている。すなわち、所定ピッチ
例えば０．１２５ｍｍピッチで並列する複数個例えば６
２個の接続片１４は、長子方向の両端部を除くチタン層
１６の上に接層する絶縁膜１５で連結され、絶縁膜１５
の上面の長子方向中央部にはガラス基板１６が接層され
ている。

ただし、接続片１４．絶縁膜１５．基体１６は長さおよ
び嘱方向の寸法に比べて厚さを十分薄くして、それぞれ
の長子方向およびねじれに対する可撓性を具備させてい
るため、金メッキ層１０の長手方向両端部をそれぞれ印
字ヘッド部６とドライバ部５のリード端子に接続時に異
端子間に段差があっても追従して接続し得るようになっ
ている。

このような構成のサーマルヘッドは、印字ヘッド部６と
ドライバ部５とが独立工程で作成されるため、それぞれ
に適した従来の一般的技術および材料を用いて容易に作
成可能である。

しかしながら、このサーマルヘッドには次のような問題
が残っている。

（１）　　ビームリード形コネクタによる印字ヘッド部
。

ドライバ部の接続は、０．１２５ｍｍ程度の微細ピッチ
の接続になるため位置合せが困難でかつ多くの工数を要
し、しかも骸コネクタに可撓性を持たせ段差等に追従し
て接続できるようになってはいるが接続の信頼度に若干
の問題がある。

（２）　　ドライバ部の共通配線の厚膜多層（ＩＣ入力
線）形成およびｒｃ出力線の薄膜２層形成は歩留り。

コストの点で問題がある。

発明の目的 本発明は上述の各種の問題を解決できるドライバ搭載型
サーマルヘッドを提供することを目的としている。

発明の構成 本発明では、上述の目的を達成するため、ＩＣ入力線形
成を印字ヘッド部と同一高さの多層プリント仮により行
なって、該多層プリント板と印字ヘッド部とを共通基板
上に隣接させて搭載し、各ＩＣを該多層プリント板、印
字ヘッド部にまたがって搭載するように構成している。

発明の実施例 以下、第３図乃至第４図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第６図は本発明に係るドライバ搭載型サーマルヘッドの
概要を示す正面図で、ドライバ搭載型サーマルヘッド２
１は、共通基板２２と、該基板２２上にそれぞれ搭載さ
れた印字ヘッド部２６および多層プリント板２４と、印
字ヘッド部２３．多層プリント板２４にまたがって搭載
されたＩＣ２５とよりなる。

一共通基板２２は、上面が研磨された銅（ＣＵ）板２６
の下面に無機接着剤（絶縁膜）２７を塗布して形成され
ている。銅板２６は１２Ｊ’の電源を供給するバス基板
となシ、無機接着剤２７はこれを絶縁するだめのもので
ある。

印字ヘッド部２３は、セラミックス基板２８上の所定位
置（後で複数の発熱体素子からなる複数の印字素子群が
形成される位置）に６０〜１００μｍの厚さのグレーズ
層を帯状に形成し、次にセラミックス基板２８上の全面
にわたシ１０〜２０μｍのグレーズ層を形成した後、該
グレーズ層上に薄膜一層によって発熱体素子および電極
（入出力線パターン）を形成して構成されている。第４
図（α）ｉグレーズ層２９形成完了状態を示し、後で印
字素子群が形成されるＡ部のグレーズ層は局部的に盛シ
上って形成されている。また、第４図（ｂ）は薄膜層形
成完了状態を示し、６０は発熱体素子、３１は電極であ
る。なお、薄膜層形成完了後に発熱体素子６０形成部に
保護膜６２を塗布、形成する。

多層プリント板２４は、印字ヘッド部２６と同一高さの
もので、ＩＣ２５の入力線を複数層に形成している。こ
の多層プリント板２４は従来の厚膜多層共通配線９に代
るものである。

ＩＣ２５は、従来のＩＣ８と同様のもので、チップキャ
リア６２に複数のＩＣチップ３３をグイポンディフグに
より搭載してワイヤボンディングにょり接続を行ない、
ＩＣチップ６６をケースにより封止するとともに、チッ
プキャリア３２の裏面に接続用予備半田６４を設けて構
成されている。

サーマルヘッド２１は、第４図（Ｃ）に示すように基板
２２の銅板２６の上面に印字ヘッド部２３と多層プリン
ト板２４をはりつけて搭載し、これらにまたがってＩＣ
２５を搭載して構成されるが、この場合、ＩＣ２５は、
その予備半田６４を印字ヘッド部２３の、＊極６１およ
び多層プリント板２４の端子に半田付けして搭載される
。なお、電極３１　と銅板２６は第４図（Ｃ）に示すよ
うに半田６５により接続される。

上述の説明ては印字ヘッド部２３のセラミックス基板２
８にグレーズ層２９を形成する例について述べたが、こ
の形成は、例えばアルミナ焼結板にガラスを印刷焼成す
ることにより行なわれる。

このようなグレーズドアルミナ基板は大変高価なもので
ある。これに代る安価なグレーズド基板として、・基板
材料に金属を用いたものがある。このグレーズド基板は
、例えば板厚１．４　ｍｍで反］Ｑ、３閣以下の鉄（Ｆ
−）板の両面に別々に鉄用無機接着剤を２０〜６０μｍ
　の厚さに印刷、焼成し、その−面に高融点グレーズ印
刷を行ない１３００°Ｃで焼成することにより製造され
る。このグレーズド基板を用いて印字ヘッド部を形成す
れば、コストを約１／６に低減することができる。この
種の基板はハイブリッドＩＣ用としても適用可能である
。

また、上述の説明では共通基板２２を銅板の表面に絶縁
用無機接着剤を塗布して構成する例について述べたが、
セラミックス基板の上面に金属膜　−を形成したものを
用いても良い。ただしこの場合は銅板使用の場合よシ放
熱性が劣りかつコスト高となる。

発明の効果 本発明に係るドライバ搭載型サーマルヘラ１以上のよう
に構成されているので、次に述べるような各種の優れた
効果を奏することが可能である。

（１）共通基板上に高さをそろえて搭載された印字ヘッ
ド部と多層プリント板とをこれらにまたがるＩＣによ多
接続する構成となっているため、従来段差のある印字ヘ
ッド部とドライバ部をビームリード形コネクタによ多接
続していたのに比べて作業の容易化、確夾化を図ること
が可能で、接続の信頼度が向上する。

（２）従来厚膜多層によ多形成されていたｒｃ入力線が
多層プリント板によ多形成されており、しかもｒｃは直
接印字ヘッド部の電極に接続され従来セラミックス基板
上に形成していた薄膜２層のパターンが不要であるため
、歩留シを向上させるとともにコストを低減することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のドライバ搭載型サーマルヘッドの概要を
示す斜視図、第２図はこのサーマルヘッドに使用される
ビームリード形コネクタの斜視図、第３図および第４図
は本発明に係るドライバ搭載型サーマルヘッドの実施例
を示すもので、第３図はサーマルヘッドの正面図、第４
図（α）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）はサーマルヘッドの
製造工程図である。 １ン１中、２１はドライバ搭載型サーマルヘッド、２２
は共通基板（共通バス基板）、２６は印字ヘッド部、２
４は多層プリント板、２５はＩＣ，２６は銅板、２７は
無機接着剤（絶縁膜）、２８はセラミックス基板、２９
はグレーズ層、３０は発熱体素子、６１は電極、６２は
チップキャリア、３６はＩＣチップ、３４は予備半田、
３５は半田である。 特許出願人富士通株式会社 代理人弁理士　玉　蟲　久　五　部（外６名）第　１　
図 第　２　図 第３図 ハ 第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　複数個の発熱体素子からなる複数の印字素子
   群が蓄熱性基板上に形成された印字ヘッド部と、前記各
   印字素子群に対応する複数のＩＣを含むドライバ部とを
   一体化してなるサーマルヘッドにおいて、前記ドライバ
   部を、前記ＩＣと該ＩＣの共通配線を形成し前記印字ヘ
   ッド部と同一高さを有する多層プリント板とよシ構成す
   るとともに、少なくとも上面に導電層を有する共通バス
   基板を設けて該基板上に前記印字ヘッド部と多層プリン
   ト板の回路の端子に接続させて前記印字ヘッド部および
   前記多層プリント板にまたがって搭載したことを特徴と
   するドライバ搭載型サーマルヘッド。 前記共通バス基板が金属板の下面に絶縁膜を設けて構成
   された特許請求の範囲第（１）項記載のドライバ搭載型
   サーマルヘッド。