JPS6019556A - 感熱記録用サ−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】 産業上の利用分野 本発明は、感熱記録用サーマルヘッドに関する。

感熱記録方式は保守が容易であるという特長を有してお
り、ファクシミリをはじめ多くの端末プリンターとして
用いられている。更に近年、感熱転写方式の開発もなさ
れ多色記録やフルカラー記録も可能となり、新しい記録
機器の展開がなされようとしている。

本発明はこの感熱記録に用いるサーマルヘッドの小型化
、低コスト化に富力するのみでなく、カラー記録用ヘッ
ドとして有用な端ＦＥｉ型ヘッドに対しても大きな効果
を有するヘッド構造に関する。

従来例の構成とその問題点 ファン／ミリや多くの端末プリンターでは多数の発熱体
を列状に形成したラインヘッドが多く用いられている。

このようなヘッドの課題は、■記録速度向上、■低コス
ト化、■高密度化、■小型化、■カラー記録等の用途に
応じたヘッド構造の開発、が主な点である。

記録速度の向上に関しては、シフトレジスタ。

ランチ機能を含む駆動回路を一体化したＩＣを用いるこ
とにより同時に駆動する発熱体数を任意にかえることが
でき、従来のダイオードマトリックス方式に比べて大幅
に印字速度を向上することができるように六つだ。

さらに、このような駆動用半導体素子を一体化したヘッ
ドでは、共通電極は全発熱体に共通して接続できるとと
もに駆動用半導体素子と外部回路との接続リード線数も
少なくてよく、従ってヘッド実装面ても有利であり低コ
スト化が可能である。

これらの点から、今後のサーマルヘッドハＩＣを用いる
ものが多くなるとみられている。

このようなＩＣを使用し、フィルムキャリヤで実装した
ベッドの従来例を第１図に示す。

第１図において、１ａはガラスグレーズアルミナ基板、
１ｂは共通電極、１Ｃは個別電極、１ｄは発熱体であり
、発熱体部分には耐摩耗保護膜を設けるが図示していな
い。このようにして発熱体基板１が構成される。２は共
通電極引出しリードで、２ａは共通電極と共通電極引出
しリードとの半田付は部であり、この共通電極引出しり
一部２は基台６上を通してプリント基板５に接続されて
いる。３は駆動用半導体素子で、フィルムキャリヤ４に
より一体化実装され、発熱体の個別電極１Ｃおよびプリ
ント基板上の導体膜と接続される。

４はフィルムギヤリヤ、５はプリント基板、６は基台で
ある。

第１図に示したヘッドは駆動用半導体素子３を発熱体基
板１とは別の基台６上に設けている。このような方式に
より、発熱体基板幅を小さくすることができ、従って発
熱体基板の生産性の向上とヘッドの低コスト化に大きな
効果を有する。しかしながら、第１図に示すヘッドは以
下の問題点を有している。第１に、フィルムキャリヤの
リードは個別電極とプリント基板のリードとの２ケ所を
、かつ多数本を同時一括してボンディングする。これは
位置合せが比較的困難で作業性が悪い。第２に、フィル
ムキャリヤのリードの配線密度は強度や歩留りの点から
制約される。可能な配線密度は１０本／７ｎｒｎ程度で
あり、このだめサーマルヘッドの発熱体部が８本／ｍｒ
ａをこえる高密度のヘッドを本方式で行うことは非常に
困難となる。さらに、第３に駆動用半導体素子はフィル
ムキャリヤとボンディングするだめの特別のパッドを形
成する必要がある。第４にフィルムキャリヤは各１駆動
用半導体素子毎に１つづつ用いるが、このフィルムキャ
リヤのコストがヘッドのコストに大きな比率を占める。

ワイヤボンドで実装する方式のヘッドもある。

第２図にとのヘッドを示す。第１図と同様にシフトレジ
スタ、ランチを含む駆動用半導体素子を用い、この素子
を発熱体基板上に搭載し、ワイヤボンドにより接続した
ものである。

第２図において、２１ａはガラスグレーズアルミナ基板
、２１ｂは発熱体、２１Ｃは共通電極、２１ｄは個別電
極であり、発熱体部には耐摩耗保護膜を設けるが図示し
ていない。このようにして発熱体基板２１が構成される
。２２は共通電極引出しリードで、２２＆は共通電極と
共通電極引出しリードの半ぽ１付は部、２３は駆動用半
導体素子、２４は基台、２５はフィルムリード２８の圧
着と保護のだめのカバー、２６は圧着用弾性ゴム、２７
はカバー固定ネジ、２８は圧着用フィルムリード、２９
はフィルムリード仮止め用スペーサ、３０は共通電極引
出しリードの圧着用スペーサ、３１は、駆動用半導体素
子と個別准極、外部回路接続導体をつなぐワイヤーであ
る。

とのようなワイヤボンドで実装するヘッドでは高密度化
に対して基本的な制約はない。寸だ、ワイヤボンドでは
全自動ボンディングが可能であり低コスト化が可能とな
る。駆動用半導体素子は発熱体基板上に密着して固定さ
れるからＩＣの放熱も良好で、より厳しい条件での使用
も可能である。

以上のようにワイヤボンド実装方式は多くの利点を有し
ているが、発熱体基板上にＩＣを搭載すルタめに基板幅
を大きくしなければならないという欠点を有している。

この基板幅は第１図に示すヘッドの約２倍となり、従っ
て発熱体基板の生産性は約半分に低下しコストが大きく
上昇する。

このように従来のヘッドでは両方ともに大きな問題点を
有しており、低コスト化、高密度化は充分でなかった。

さらに、感熱転写方式に用いる場合には従来のヘッドは
非常に機器の設計が困難になるとともにヘッドコストも
大きく」二昇するという問題点もある。感熱転写方式で
カラー記録を行う場合に重要な点は色ずれの防止である
。第３図に示す機器構成を行うことで簡単に色ずれの防
止ができる。

第３図において、受像紙４ｏは紙送りローラ４１に巻き
つけて固定されており、この状態で受像紙４ｏはサーマ
ルヘッド４２の発熱体列（紙と接触する面に設けである
。図示せず）に転写紙４３を介して圧接され、ローラ４
１の回転とともに転写紙４３を矢印の方向に送る。転写
紙４３にはシア／４３ａｌ　’？ゼ／り４３ｂ、イエｏ
−４３Ｃとプラック４３ｄが受像紙と同一幅で、かつロ
ーラ４１を１回転する長さと略々同一の長さで図示する
ように順次塗布されている。なお、転写紙に形成する上
記の塗布層の順番は用いる染料や顔料等のインクの条件
により変る。紙送りローラの１回転毎にシアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの各色の転写（画信号に従って
発熱体を加熱し転写紙−ヒの染料又は顔料の加熱された
部分のみを受像紙に印刷する操作）を行うとカラー記録
ができる。

受像紙をローラに巻きつけて用いることの特長は図示す
るように装置機構が簡単であり、しかも各色の重ね合せ
位置の調整は紙送りローラの回転位置により簡単にかつ
確実に行えることである。

第３図に示すようなカラー記録を構成する場合サーマル
ヘッドの発熱体が形成されている面はできる限り小さい
方が望ましい。具体的には、第１図や第２図に示すよう
なヘッドよりも、発熱体を基板の端面に設けたヘッドの
方が機器の設計上非常に望ましい。このような要求に対
しても従来のヘッドでは満たずものができなかった。

以上述べたように、ワイヤボンドにより実装するヘッド
は発熱体基板幅が大きくなる欠点を有しており、又、感
熱転写方式のカラー記録に対して最適な端面に発熱体を
有するヘッドは従来のヘッドでは作成できなかった。

発明の目的 本発明は共通電極を工夫することにより上記の問題点を
解消し、低コスト化とともにカラー記録用ヘッドとして
要求される端面型ヘッドの作成も可能とすることを目的
とする。

発明の構成 、駆動用半導体素子を用いる場合、共通電極は全発熱体
に共通して接続すれば良い。しかしながら、同時駆動す
る発熱体数は多いことから共通電極部の抵抗１直は充分
に小さくする必要がある。例えば、共通電極部の抵抗値
が発熱体抵抗値の０．０５％でも同時に２５６ドツト印
字するときには１　ドツトのみを印字する時−の約７９
％の電力しか発熱体に印加されない。このように発熱体
に加わる電力が変動することは、特にカラー記録におい
ては画質　。

に非常に大きな悪影響を力える。

このために第１図、第２図に示すヘッドともに共通電極
の一定間隔毎に充分小さな抵抗値を有する共通電極引出
しリードを半田伺けして、共通電極部の抵抗値を小さく
して印字濃度の変化を防止している。

このように共通電極部の抵抗値を小さくすることは非常
に重要であるが、このため共通電極部領域を広くとらな
ければならず発熱体基板幅が増加する。

本発明はこのような点から、共通電極を１駆動用半導体
素子を一体化実装している面の反対側の面を通して駆動
用半導体素子の外部回路接続部まで引きのばしたことを
特徴とする。

なお、端面に発熱体を設ける場合にも同様にすることか
できる。このような電極膜を形成する場合には発熱体基
板の２つの主平面と２つの端部の４面に電極膜を形成す
ることが必要であるが、電極膜の作成は回転しながら蒸
着することでも、又スパッタでも作成が可能である。

さらに、共通電極はパターン形成の必要はないから、基
板の端部に丸味をつけるのみで断線なく延長して引き出
すことができる。

実施例の説明 第４図に発熱体基板状態の本発明の一実施例を示す。第
４図において、４５ａはガラスグレーズ４５ｆを形成し
たアルミナ基板、４５ｂは発熱体、４５１Ｃは共通電極
、４５ｄは個別電極、４６６は耐摩耗保護膜、４５ｆは
駆動用半導体素子の外部回路接続電極、４Ｅ５ｇはガラ
ス層で、これらにより発熱体基板４５が構成される。４
６は駆動用半導体素子、４７はワイヤである。この外部
回路接続電極は、駆動用半導体素子の一定個数毎に引き
出されている。同時に共通電極も同一ピッチで同一位置
に図示するように引き出している。この共通電極は発熱
体の一端より２つの端部と裏面を全面のパターンで延長
されて引き出される。このｊＡ合、基板のエツジ部に丸
みをもたせておけば断線等の問題点はない。

第５図にこの発熱体基板を用いて組立てたヘッド形状を
示す。第５図において、４５は発熱体基板、４６は発熱
体基板上に設けた駆動用半導体素子、４７はワイヤ、４
８は基台、４９はフィルムリード圧着と保護用カバー、
５０は圧着用弾性月別　（ゴム）、５１はカバーの固定
ネジ、５２はフィルムリード、５３はフィルムリードの
仮止めスペーサである。

共通電極は駆動用半導体素子の一定数毎に設ける接続電
極と同一ピンチ、又はそれ以上の任意の位置に引き出す
ととができることから共通電極部の抵抗値を充分小さく
できる。１７かも、フィルムリードにより一括して圧着
するのみで良いから作業性は大きく改善される。

さらに、共通電極を裏面に引きまわすことで基板幅は従
来のワイヤボンド実装方式ヘッドに比べて小さくでき生
産性も向上する。もう１つの大きな利点は耐摩耗保護膜
の生産性が向上する点である。従来のヘッドでは、発熱
体の両側部分には耐摩耗保強膜を形成しない領域を設け
る必要があった。しかし、本方式のヘッドでは共通電極
側はすべて耐摩耗保護膜を形成しても良い。このために
基板同士をカワラ状に重ねて耐摩耗保護膜を形成でき、
従って犬きく生産性が向上する。

もう１つの実施例として第６図に示すように端面に発熱
体を形成したヘッドについて説明するっ第６図は発熱体
基板部分の断面形状を示す。第４図に示した形状と略同
−であるが、発熱体が端部に設けられておる点で大きく
異なる。第６図において、６１ａはアルミナ基板、６１
ｂは共通電極、６１０は個別電極、６１ｄは＋ｉｉｌ摩
耗保護膜、６１ｅは抵抗体膜、６１ｆはガラス層により
発熱体基板６１が構成される。６２は駆動用半導体素子
、６３は駆動用半導体素子と個別電極を絶縁する絶縁膜
である。

この発熱体基板を用いて組立てたヘッドを第７図に示す
。第７図に示すヘッドは、第６図に示すヘッドと同じ組
立て方式であり、図中の同一番号は同一名称を示す。な
お６１は発熱体基板、６２は駆動用半導体素子である。

このヘッドは端面に発熱体が形成されているが、駆動用
半導体素子のボンディング実装や組立ては通常のヘッド
と全く同様に行えることから、組立工程の設備をその一
！ま使える点は大きな利点である。また、端面に発熱体
が形成されていることからカラー記録用ヘッドとして非
常に適した構造である。

さらに、第８図に示すようにリード線で取り出すととも
可能である。第８図において、４７は接続用ワイヤ、４
８は基台、６１は発熱体基板、６２ｉｌｉ、駆動用半導
体素子、６６はコネクター、６６は外部接続電極とコネ
クターを接続するリード線である。

この方式は発熱体数が多くないヘッドにおいて有利であ
る。駆動用半導体素子の外部回路接続電極と共通電極を
リード線によりコネクターに接続することでよい。この
場合、共通電極は接続電極部のどの位置にでも引き出せ
る利点を有しているし、又、裏面全面に共通電極が設け
られているから共通電極部の抵抗を小さくするのに特別
の手段は不要である。

発明の効果 本発明のごとく、共通電極を２つの端面と１つの平面を
通して外部接続電極部まで延長して引き出すことにより
、発熱体基板幅を小さくできる。

耐摩耗保穫膜の生産性が向上する４組立時の作業性が向
上する。高密度ヘッドの作成が低コストで可能、端面型
ヘッドの作成が可能となる。など多くの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルムキャリヤで駆動用半導体素子を実装す
る方式のヘッド構造を示す図、第２図はワイヤボンディ
ングで発熱体基板」二に搭載した駆動用半導体素子を実
装する方式のヘッド構造を示す図、第３図は感熱転写記
録方式によりカラー記録を行う場合の模式図、第４図は
本発明の一実施例のヘッドの発熱体基板部分の構造を示
す図、第５図は第４図の発熱体基板をフィルムリードで
圧着する方式で組立てるヘッド構造を示す図、第６図は
端面に発熱体を形成する場合の本発明の発熱体基板の断
面部分を示す図、第７図は第６図の発熱体基板を用いて
フィルムリードで圧着する方式で組立てるヘッド４，７
．冒告を示す図、２１′％８図ＣＦ同］）′「に第６図
の発熱体基板を用いてリード線でコネクターに接続する
方式のヘッド構造を示す図である。 ４５・・・・・・平面型の発熱体基板、４６・・・・・
１１．ｕ動用半導体素子、４γ・・・・・・接続用ワイ
ヤー、４８・・・・・基台、４９・・・・・・圧着と保
穫のだめのカバー板、５０・・・・・・圧着用ゴム、５
１・・・・・固定ネジ、５２・・・・・圧着用フィルム
リード、６１・・・・・・端面型発熱体基板、６２・・
・・・駆動用半導体素子、６３・・・・・絶縁用樹脂、
６５・・・・・・コネクター、６６・・・・・接続用リ
ード線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
６　図 第７図 ７ 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的絶縁性平板の２つの主平面の１虫干面まだ
   は端面に列状に発熱体を形成し、前記発熱体の一端より
   各々延長して形成した個別電極と前記発熱体の駆動用半
   導体素子とを前記主平面上にて一体化接続し、かつ前記
   発熱体の他端に接続された共通電極を前記基板の２つの
   端面と他の１つの主平面を通して前記主平面の前記駆動
   用半導体素子の外部回路との接続電極部捷で延長して引
   き出しだことを特徴とする感熱記録用サーマルヘッド。
2. （２）可とり性で電気的絶縁性を有するフィルムの両面
   に複数個の導電性リードを形成し、その−面に発熱体基
   板上に設け／ヒ駆動用半導体素子の外部回路接続電極部
   および共通電極と略同−形状の用接用電極部を有するフ
   ィルムリードを基台上で前記発熱体基板に圧接すること
   により接続することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の感熱記録用サーマルヘッド。
3. （３）発熱体基板を固定する基台と、該基台の一部に固
   定したコネクターを有し、前記発熱体基板上に設けた駆
   動用半導体素子の外部回路接続電極部および共通電極を
   リード線により前記コネクターと接続したことを特徴と
   する特♂ｒｄＮ求の範囲第（１）項記載の感熱記録用サ
   ーマルヘッド。