JPS60110467A - 感熱記録ヘッド - 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】 １、産業上の利用分野 本発明は感熱記録ヘッドに関するものである。

２、従来技術 感熱記録ヘッド（以下、単にヘッドと略す。）は、被記
碌紙又は感熱紙等の被記録体に対して直接的に若しくは
インクフィルム−を介して当接された状態で、記録用の
電気信号によ・うて発熱部がドツト状に選択加熱され、
これによって被記録体に画像等を記録できるように構成
されている。

従来のヘッドでは一般に、基板上に発熱体層を設け、こ
の上に多数の対向電極を形成して発熱部を構成しておシ
、その（信号）電極に対し集積回路（以下、ＩＣと称す
る。）部から目的とする画像パターンに対応した信号を
与えるようにしている０ こうしたヘッドとしては、例えば特開昭５７−８１７７
号、５７−８１７８号、５７−８１７９号、５７−８１
８０嬉、５７−４３８８３号、５７−４３８８４号、５
７−１０７８６６号、５７−１０７８６７号、５７−１
０７８６８号等各公報に開示されたものがある。

また、発熱部で発生した熱を支持体を通して放熱するた
めに、発熱′蔀をｉ液保持するセラミック基板を熱伝導
性の良い接着剤で支持体（例えばアルミニウム基体）に
固定したυ、或いはセラミック基板の裏面に熱伝導率の
大きい銅板又は鉄板を接着する技術が知られ七いる（特
開昭５６−７ｇ９８５号公報）。　更には、特開昭５６
−９９６７８号や５６−９９６７９号各公報にみられる
ように、支持体の裏面に接着した放熱板に空洞部を形成
してここに熱交換用流体を封入したシ、或いは放熱板の
下面を波形に加工することが提案されている。

しかしながら、これらの公知技術では、熱伝導性の良い
接着剤を選択することが困難であシ、仮にそうした接着
剤を使用したとしても支持体からの放熱効果が未だ不充
分である。　また、支持体とは別の銅板等を接着する手
間を要し、接着剤部分での熱伝導が不良となることがあ
る。　また、放熱板の空洞部に熱交換用流体を封入する
場合には、放熱板の接着と共に液体の封入が面倒であシ
かつ空洞部の形成に手間を要するとか、支持体全体の厚
みが大きくなってヘッドの小型化の方向に逆向し、更に
上記流体による熱交換効率、ひいては放熱効果が不充分
であシ、流体の経時変化も生じてしまう。

３、発明の目的 本発明の目的は、加工容易で薄型、軽量であって強度も
充分であシ、シかも放熱効率も高くできる支持体を有す
るヘッドを提供することにある。

４、発明の構成 即ち、本発明は、少なくとも発熱部が支持体上に設けら
れている感熱記録ヘッドにおいて、前記支持体が第１板
部とこれに対向した第２板部とからなシ、これら画板部
間に外部に連通した間隙が形成されていることを特徴と
する感熱記録ヘッドに係るものである。

５、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。

まず、第１図につき、本実施例によるヘッドの基本的構
成を説明する。

このヘッド加によれば、共通の基体（例えばアルミニウ
ム基板）１上に、発熱部２を設けた抵抗体板（例えばア
ルミナ等のセラミックス板）３と、多数（例えば６４個
）のＩＣチップ４を固定したプリント基板（例えばガラ
ス・エポキシ又はセラミックス板）５とが一定の間隙６
を置いて対向して固定されている。　ＩＣチップ４と発
熱部２との電気的接続は、上記間隙６上にてプリント基
板５と抵抗体板３との間に架は渡されたフィルムキャリ
アテープ７によって行なわれている。

この接続方式を第２図〜第４図で詳述する。

発熱部２は、抵抗体板３上に、被着された発熱体（例え
ば窒化タンタル）層８上から抵抗体板３上に形成されて
いる例えばアルミニウム製の共通の接地電極９と、同発
熱体層８上において接地電極９の長さ方向に多数本配列
せしめられている例えばアルミニウム製の信号電極１０
との各対向部分１１によって形成されている。　一方、
ＩＣチップ４は一定個数毎に、３０で示した分離ライン
で互いに接合された別々のプリント奉、板５上にマウン
トされ、プリント基板５上に所定づターンに設けられた
例えばアルミニウム製の配線１２に対し、Ａｕ又はＡｔ
等のワイヤ１３によってワイヤデンディングされている
。　なお、上記の各配線パターンは簡略図示されている
。　。

フィルムキャリアテープ７は、例えばポリイミド基板１
４上に、上記信号電極１０及び配線１２に対応した本数
（例えば６４本）の例えば銅箔製のり−ド１５が接着さ
れたものからなっている。

これらのリード１５と信号電極ｌＯ及び配線１２との接
続はいわゆるビームリード方式で行なってよく、リード
１５の両端部を予め幾分張出させておき、ここを熱圧着
して接続を行なうことができる。

なお、上記した舞電極又は配線の形成、ＩＣチップのマ
ウント及びワイヤボンディングは、公知の半導体装技術
によって行なえるので、それらの詳細な説明は省啼する
。　また、図示省略したが、第３図において発熱体層８
上には更に、８１０□膜及び酸化タンタル膜（耐摩耗被
膜）が順次被着され、発熱体層８下には８ｉ０□等の熱
保持層が設けられる。

上記のヘッドにおいて特徴的な構成は、支持体としての
基体１が筒状にくシぬかれていて、上部の第１板部１ａ
と、これに対し一定の間隙２１を置いて平行に対向した
下部の第２板部１ｂと、これら両板部間を側縁部にて互
いに連結、せしめている連結壁部１ｃとの一体構造から
形成されている。

間隙２１は、基体１中をヘッド長方向に完全・に貫通し
ており、その両開放端において外部に連通している。

このように基体１を構成すれば、第５図に示す如く、ヘ
ッドの使用時に発熱部２で発生した熱は単に抵抗体板３
から基体１を通して空気中に放出するだけでなく、ヘッ
ドの一方側において間隙２１の開放端２１　ａに対向配
置されたファン２２によって風ｎを間隙２１内へ送り込
み、上記熱の放熱効率を高めることができる。　即ち、
ファン２２からの風昂は、間隙２１を通して基体１内部
を流動し、間隙２１の他方の開放端２１　ｂから外部へ
と導出される。

この過程で、風乙によって基体１の熱が熱交換されなが
ら上記開放端２１ｂから放吐されるため、基体１を内部
から強制冷却でき、その放熱効果が充分なものとなる。

但、こうした間隙２１を通しての通風による強制冷却の
場合、この影響が発熱部２での加熱サイクルに及ばない
ようにするのが望ましい。　このためには、発熱部２に
直接風ｎが当たらないように、上記開放端２１ａに、フ
ァンｎからの風器な間隙２１内へ効率良く導びくガイド
板潤を一点鎖線の如くに取付けてよい。

上記の如くに、通風によシ放熱効果が大きくなるので、
基体１自体の厚みを小さくしても差支えない。　例えば
、上記の第１板部１ａ及び第２板部１ｂの各厚み　、ｔ
ｌ、１２（第３図参照）は数朋程度とし、全体としての
基体１の厚みを１ｔＭ以内と薄型にし、小型のヘッドを
構成できる。　また、発熱部２とＩＣチップ４との間隔
を短かくしても、放熱が充分であるから、この点でもヘ
ッド面積を減らし、小型化を図れる。　しかも、上記の
ように薄くしても画板部１ａ−１ｂ間が連結壁部１ｃで
連結されているので、強度も充分であシ、また間隙２１
の幅Ｗは数量程度でよく、その間隙の分だけ基体１が軽
量化される。　また、間隙２１を形成するには、従来公
知の加工法、例えば金属板のくり抜き加工や鋳造法を適
用すればよく、加工を簡単に行なえる。

なお、上記通風による放熱を更に向上させるためには、
第６図の如くに風乙の流動方向に沿って基体１の内面に
ヘッド長方向に延びる直線状の溝５を形成し、これらの
溝によって風乙に対する基体内面の接触面積（熱交換面
）を大きくすることができる。　また、こうした溝５は
、第７図の如く、発熱部２下の領域にのみ設けてもよい
。　或いは、第２板部１ｂの外面に溝を形成し、そこか
ある。

この例によれば、基体１の第１板部１ａと第２板部１ｂ
との間が例えばＡｔ製の支柱１ｄによって何箇所かで連
結せしめられている。　この場合には、両板部１ａ、ｌ
ｂを夫々製作した後、これら画板部に対し熱伝導性の良
い接着剤又はろう付け、ビス止め等によって支柱１ｄを
固定すればよいので、基体１０組立て、加工には困難な
作業は伴なわない。

また、画板部１ａ−１ｂ間には、ヘッドの幅方向でも外
部に連通した間隙２１′が形成されるので、上述した如
き通風を行なう場合には、風の出口が増え、それだけ放
熱効果の向上が期待できる。

なお、上記の如くに構成されたヘッドは、更に次に示す
ように従来のヘッドにはない優れた作用効果を奏する。

まず、発熱部２と共にＩＣチップ４を共通の支持体であ
る基体１上に設けていることであシ、これによってヘッ
ド構成が著しく簡略化若しくはコンパクトなものとなる
。　この場合、特にＩＣ部は、ＩＣチップ４のマウント
及び配線へのワイヤボンディングで実装されるが、作動
時にＩＣチップ４から発生する熱は下地の基板５（更に
は１）を通して放散されるから、ＩＣの熱破壊を効果的
に防止できる。　また、プリント基板５は発熱部２側の
抵抗体板３に対し上記間隙６を置いて分離して対向配置
されているので、発熱部２で生じた熱はプリント基板５
側へ殆んど伝達されることはなく、この点でもＩＣ部を
有効に保護することができる。

プリント基板５と抵抗体板３とが上記のように分離して
設けることの他の利点としては、そのように構成するこ
とによって抵抗体板３自体の幅を狭くできる（即ち小幅
で長尺状の抵抗体板にできる）から、発熱体層８を例え
ばスパッタ法で形成する際に抵抗体板３をスパッタ装置
内へ装入し易く、また一度に処理される抵抗体板の個数
も増やせるために量産性が向上することになる。

また、ＩＣチップ４をマウントするプリント基板５は、
第１図及び第２図に示した如く、ＩＣチップの一定個数
毎に別々に設けられていることも重要である。　これは
、ＩＣチップのワイヤボンディングとの関連で顕著な効
果がある。　一般に知られているように、全自動化され
たワイヤボンディング時の歩留りは、ボンディング位置
のずれ等の要因から０．９９８（９９，８％）であると
され、ワイヤ数（ｎ）に応じて（０，９９８）”になる
ものとされている。　従って仮に、上記とは異なって１
枚のみのプリント基板上に多数のＩＣチップをマウント
したとき、例えばワイヤの総本数を３０００本とすれば
歩留は（０，ｇ　ｇ　Ｂ　）　３０．Ｇｏキ０．００２
５　となることがある。　これに対し、本実施例のよう
にプリント基板５を幾つかに分けると、プリント基板上
のＩＣチップ数（従ってワイヤ本数）を減らせるから、
各プリント基板５上のＩＣチップ数に対応したワイヤ本
数を各プリント基板毎に例えば５００本にでき、このた
めにワイヤボンディングの歩留は各プリント基板につい
て夫々（０，９９８）”’中０．３６７５となる。　従
って、本実施例のようにプリント基板を複数（例えば６
枚）に分けることによって、歩留が大幅に向上すること
になる。

ＩＣチップ４は各プリント基板５毎にマウントされ、ワ
イヤボンディングされた後に、各プリン　。

ト基板５が基体１上に接着等で固定されるが、この際、
基体１には必ずと言ってよい相反）があり、その表面は
全体として平担ではない。　このため、仮に、１枚のみ
のプリント基板を基体１上に固定した場合、両者の密着
性が悪く、接着不良が生じ易い。　しかし−、本実施例
によれば、プリント基板を分割し、個々に基体１上に固
定できるので、上記に比べて基体１０表面性の影響を緩
和し、個々のプリント基板５の基体１に対する密着性は
良くなシ、接着強度が向上する。　加えて、各プリント
基板５の位置は、その固定時に独立して決めることがで
きるから、例えばフィルムキャリアテープ７上の各リー
ド１５に対し各配線１２が可能な限シ正確に対応するよ
うに各プリント基板５を位置調整でき、その調整に自由
度をもたせることができる。

更に、本実施例によれば、上記の如くに位置調整された
プリント基板５上の各配線１２と、発熱部２側の信号電
極配線ＩＯとの間が、上記したフィルムキャリアテープ
７のリード１５によってビームリード方式で電気的（及
び機械的）に接続され、かつこの場合にＩＣチップ４の
複数個（図面では例えば２個）に対し１枚のテープ７が
使用されている。　１個のＩＣチップ４に対し１枚のテ
ープ７を使用してもよいが、上記のように複数のＩＣチ
ップ当シ１枚のテープ７を使用すれば、ヘッド全体とし
てのフィルムキャリアテープの使用枚数を減らせ、この
分かなシのコストダウンを図れることになる。　本例の
フィルムキャリアテープ７は夫々、ＩＣチップ４を別の
プリント基板５上にマウントしたために、配線としての
Ｃｕリード１５のみを所定パターンに設けるだけでよく
、そのパターンは簡略化できる。　しかも、ＩＣチップ
４をすべてプリント基板５側に配し、これを配線１２、
リード１５、配線１０を介して発熱部２に接続する構造
であるから、ＩＣチップの実装密度を高めることができ
、テープ７では配線本数に応じた数のリードを公知のメ
タライジング技術で容易かつ正確に形成することができ
る。

第１図は、他の実施例を示すものであるが、この例では
、上記のフィルムキャリアテープ７に代えて、両配線１
２−１０の接続にワイヤ１６によるワイヤボンディング
を適用している。　この接続方式は、既存のボンディン
グ技術によって充分に可能である。

なお、第３図においてテープ７上にリード１５を形成す
る代りに通常の配線を形成し、これらを上記配線１２．
１０とワイヤボンディングすることも可能でおる。　ま
た、ＩＣチップ４は、上記したようにワイヤボンディン
グで配線１２と接続する以外にも、フリップチップ方式
、ＴＡＢ方式等のボンディング方法を採用してよいが、
この場合にはワイヤレスなのでワイヤの切断、破壊がな
く、接続の信頼性がよシ向上する。

１ 第扮図は、更に他の実施例を示すものである。

この例によれば、上述した例とは異なって、発熱部２と
ＩＣ部とを共通の基体１の表側の第１板部ｌａ上と裏側
の第２板部ｌｂ上とに夫々設けている。　このためには
、基体１の端部にスルーホール１７を形成し、公知のス
ルーホールメッキ技術等によってＭ配線１０を基体１の
表側から裏側にまで延設し、との延設部分を上述した配
線１２に置き換えて使用することができる。　このよう
にすれば、ヘッドを更にコンパクト化できると同時に、
発熱部とＩＣ部との接続にワイヤボンディングやフィル
ムキャリアテープが不要となるから、信頼性が更に向上
する。　この場合、発熱部２０発熱がＩＣ部へ影響しな
いように、基体１に形成した間隙２１内に上述した如く
に風を通して放熱することができる。

１ なお、第旬図において、スルーホール１７を介しての接
続以外にも、配線１０を基体１の側端面上で表から裏へ
と延設しても差支えない。

である。

この例では、第１図〜第３図に示した例とは異なシ、側
基板３と５とを対接せしめ、信号電極配線１０と出力配
線１２とは各基板３．５の対接部拠にまで夫々延び、そ
こで終焉している。　この対接５ 部がでは各配線１０．１２に対し、第圀図の如くに予め
半田ペースト４４．４５が夫々塗布されていて、側基板
３．５を互いにつき合して基体１上に接着固定した状態
で乾燥炉に入れ、加熱、乾燥させることによシ、溶融一
体化してなる半田層４６を介して両配線１Ｏ１１２を接
着（即ち電気的、機械的に完全１斗 に接続）したものである（第玲図参照）。　この１＋ 場合、第扮図に示す如く、発熱部２側の基板３の直下に
は絶縁性シート４７が設けられ、側基板３．５間の絶縁
分離と共に上記半田付は時の信頼性の確保（側基板間の
対接距離を上記半田ペースト４４．４５の厚み分に相当
して規定していること）を図っている。　しかも、絶縁
性シート４７は上記対接部あ下で基板３からある程度突
出しているので、この突出部分によって半田４６が垂れ
下るのを防止している。

上記した接続構造において、半田層４６を形成するため
の半田ペースト４４．４５は、側基板３．５の中間の熱
膨張係数を有していることが加熱、溶融、更には固化時
における熱膨張及び熱収縮にょるり添加しておくとよい
。　また、上記接続構造を形成するには、上記配線１０
．１２を公知のメタライジング技術（蒸着又はスパンタ
法による配線材料の付着後にフォトリングラフィによる
パターニングを行なうこと）によって形成し、しかる後
に各配線１０．１２の端部において側基板３．５の側端
面にる０ また、上記の絶縁性シート４７は、発熱部２で発或いは
シート４７の代シに、ペースト状の良熱伝導性材料を基
体１上に塗布し、これを介して基板３を基体１に対し固
定してもよい。

以上の如く構成されたヘッドによれば、発熱部２の基板
３とＩＣ部４の基板５とが互いに対接せしめられた状態
で、半田層４６を介して両配線１０゜１２が接着された
構造であるから、フィルムキャリアテープ（更にはワイ
ヤボンディング）を用いた両配線の接続方式に比べ、両
配線の接続にフィルムキャリアテープやワイヤの使用は
全く不要である上に、両配線１０．１２の対応を容易に
かつ精度良くとることができ、接続の信頼性、ひいては
歩留、コストの面で非常に有利なものとなる。　しかも
、側基板３．５間は間隙２１内での通風による放熱効果
も相乗して、可能な限り近づけることができるので、基
体１上の占有面積が減少し、ヘッド構造をそれだけ小型
化若しくはコンパクト化することが可能である。

１斗 なお、第拠図において、絶縁性シート４７を一点鎖線の
ように延長すれば、半田４６の垂れ下シの影１牛 響を完全に防止できる。　また、例えば第扮図に示した
構造については、配線１０．１２と同時にこれら両者の
接続部もスクリーン印刷技術で一度に形成し、このまま
両基板３．５を接合せしめ、加熱、焼成すれば、両配線
の形成と同時にそれらの接続も可能である。　従ってこ
の場合には、上述した半田ペースト４４．４５の塗布は
不要となる。

次に、上述した各実施例によるヘッド、例えば第１図〜
第４図に示したヘッドを使用した感熱記録方法及びその
装置を説明する。

ｂ 第φ図の例によれば、第１図〜第４図に示したヘッドか
をインクフィルム４１を介して被記録紙３３に当接させ
た感熱転写タイプの感熱記録装置５９において、ケース
５３内に感熱記録のための各種装置が組込まれている。

被記録紙３３は、例えばカセッ）３４内に折畳み状態で
収納され、ローラー５５を経て熱転写部３６へ送られ、
転写後は矢印Ａの如く装置外へ排紙される。

インクフィルム４１は、供給ロール４２から、ガイドロ
ーラ４３、駆動ローラー４４を経て熱転写部３６へ送ら
れ、更に駆動ローラー犯から巻取ジロー２−５１に巻取
られる。　なお、インクフィルム４１は、例えば供給ロ
ール４２とガイドローラー４３との間で、熱溶融性イン
ク（図示せず）が塗布されるように構成されている。

インクフィルム４１の移動経路中において、駆動ローラ
ー４４の手前位置に熱溶融性インクを塗布したインクフ
ィルム４１を検出するための７オトセンサ（例えば赤外
光センサ）５２が配されている。

また被記録紙３３の検出用として、圧接ローラー４８の
手前位置に７オトセンサ（例えば赤外光センサ）５３）
（配されている。

熱転写部３６には、上述したヘッド加とプラテンローラ
ー５４との組が設けられている。　また、被記録紙３３
及びインクフィルム４１を挾着するための圧接ローラー
４８が配されている。　なお、図面中の矢印Ｂは、圧接
駆動機構を有することを示している。

こうした感熱記録装置５９において注目すべきこ１ とは、第廓図に拡大図示する如くにプラテンローラー５
４とヘッド加との間に被記録紙３３とインクフィルム４
１とを発熱部２の位置で挾着して記録を行なう（即ち、
インクフィルム４１上の熱溶融性インク（資）を選択的
に加熱、溶融せしめて被記録紙３３上に記録パターン関
′を形成する）際に、上述した如きヘッド構成に基いて
発熱部２を図中のヘッド左端側に設けることができるこ
とから、記録直後に被記録紙３３をヘッド加昇へ取出せ
ることである。

この結果、記録後、まもない時間内に被記録紙３３上の
記録パターン関　を目視することができ、極めて都合が
よい。　これに反し、従来のヘッドのように、発熱部が
ヘッドの中間位置にある場合には、発熱部とヘッド端部
との間には本実施例のヘッドに比較してかなシの距離が
あるため、その分だけ記録直後に被記録紙が出てくるま
でに時間を要し、使用者にとって扱いすらいという問題
が生じる。

１ｉ＋ 第Ｗ図には、感熱紙を用いる感熱記録装置５９を示し、
これによれば、ケース５３内にて感熱紙６１が供給ロー
ル６２から繰出され、ヘッド加とプラテンローラー６４
との間で挾着されてヘッド加による加熱で選択的に発色
せしめられる。　そして、この感熱紙は画像が色パター
ンとして記録された状態で搬送ローラー６５及び６６間
から排出される。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、発熱部及びＩＣ部の配置や形状、層構成、材料
、電気的接続方式等は種々変更してよい。

上述のプリント基板はヘッド全長に亘って１枚のみ使用
してよいし、また発熱部とＩＣとは単一の基体に対し直
接設けることもできる。　ＩＣ部は外付けしてもよい。

　また、上述の例では、間隙２１．２１　内での通風を
行なっているが、これは必ずしも必要でなく、画板部１
ａ−１ｂ間での放熱を充分に行なえるような間隙パター
ンにしておけば間隙からの空気中への自然放熱も可能で
ある。

６、発明の作用効果 本発明は上述した如く、第１及び第２板部間に間隙を設
け、かつこの間隙を外部に連通させるようにしているの
で、支持体の加工及び組立てが容易であって強度も充分
な支持体構造が可能である上に、上記間隙から外部への
放熱を行なえるために放熱効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は感
熱記録ヘッドの一部分の概略斜視図、第２図は第１図の
拡大平面図、 第３図は第２図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第４図は第２図
のＹ−Ｙ線一部拡大断面図、第５図は放熱動作を示す第
３図のｚ−２線断面図、 第６図、第７図は他の基体を示す各断面図、第１図は他
の感熱記録ヘッドの一部分の概略斜視図、 第２図は第５図の感熱記録へ・ドの第３図と同様の断面
図、 面図、 ２ 第Ａ図は更に他の感熱記録ヘッドの一部分の概１ｔ６ 第ｗ図は第述図の要部拡大図、 ８ 第１図は感熱紙を用いる感熱記録装置全体の概略断面図 である。 なお、図面に示された符号において、 ｉ　−−−−−−−一　基体 １　ａ、　１　ｂ−−−−−−−一板部２−−−−−−
−一・発熱部 ３−−−−−−−−−一抵抗体板 ４−−一−−−−−−Ｉ　Ｃチップ ５−−−−−−−−−プリント基板 ７−−−−−−−−　フィルムキャリアテープ８−−一
−−−−−−発熱体層 ９−−−−−−−一接地電極 １０−−−−−−−−一信号電極 １２−−−−−−−−一配線 １３．１６−−−−−−−−−ワイヤ １５−−−−−−−−−リード 加−−−一−−−−・感熱記録ヘッド ２１．２１−−−−−−−一間隙 ２２−−〜−−−−−ファン ２３−−−−−−−一風 である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏　（他１名）第１図 第２図 桑１図 鵠１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少愈くとも発熱部が支持体上に設けられている感熱
   記録ヘッドにおいて、前記支持体が第１板部とこれに対
   向した第２板部とからなシ、これら画板部間に外部に連
   通した間隙が形成されていることを特徴とする感熱記録
   ヘッド。