JPS6090777A - 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］ この発明は、複数の発熱素子とその駆動回路系を同一基
板上に搭載したサーマルヘッドに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ サーマルヘッドは、ファクシミリや各種データ端末装置
等で近年多用されるようになった感熱記録方式あるいは
熱転写方式のラインプリンタにおける記録デバイスであ
る。サーマルヘッドの一方式としてダイレクトドライブ
形が知られている。

これは記録素子としての複数の抵抗体からなる発熱素子
を個別に駆動する駆動素子と、これらの駆動素子に外部
からの記録すべき画像信号を分配する信号分配回路とを
発熱素子とともに一つの基板上に配設したものである。

しかしながら、このダイレクトドライブ形サーマルヘッ
ドでは全ての発熱素子を一斉に駆動するため、駆動素子
による大電流のスイッチングによって発生する誘導ノイ
ズがロジック回路で構成される信号分配回路に影響を与
えるおそれがある。

この種の記録方式はより高密度化、高速化が進められつ
つあり、誘導ノイズ自体もそれに伴い大きくなる傾向に
あるので、記録動作の安定性の点で大きな問題となる。

また、特に羽費電力、転送スピードおよびチップ面積な
どの面でバイポーラ形より有利とされる０ＭＯ８−Ｉ　
Ｃを信号分配回路に用いた場合ＩＪ１人カインピーダン
スが高いためその影響は著しく、誤動作を生じる危険性
が高い。

［発明の目的コ この発明の目的は、駆動素子のスイッチング動作によっ
て発生するノイズの影響を効果的に軽減することができ
るサーマルヘッドを提供することにある。

［発明の概要コ すなわち、この発明はライン状に配列された複数の発熱
素子と、これらの発熱素子を個別に駆動する駆動素子と
、これらの駆動素子に外部から入力される画像信号を分
配してこれらの駆動素子を動作させる信号分配回路とを
同一基板上に配設したダイレクトドライブ形のサーマル
ヘッドにおいて、信号分配回路に接続された配線パター
ンと駆動素子の電源配線どの間に駆動素子のスイッチン
グにより発生するノイズを遮蔽する導体パターンを配設
したことを特徴としている。

［発明の効果］ この発明によれば、駆動素子による大電流のスイッチン
グによって発生する誘導ノイズはノイズ遮蔽用導体パタ
ーンにより信号分配回路の配線に対して遮蔽され、信号
分配回路に混入することはない。従って、このノイズが
大きくしかも信号分配回路がノイズに弱い０ＭＯ８−Ｉ
　Ｃ等で構成されているような場合でも誤動作を起こす
ことがなく、安定な記録動作を得ることができる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係わるサーマルヘッドの
回路構成を示すものである。図において、１がサーマル
ヘッドであって、−列に配列された複数の発熱素子２と
、これらの発熱素子２に個別に接続された駆動素子３、
および外部回路５から各種コントロール信号と共にシリ
アルに供給される画像信号を転送して各駆動素子３にパ
ラレルに分配するシフトレジスタやラッチ回路およびゲ
ート回路等を含んで構成される信号分配回路４をセラミ
ック基板等の一つの基板上に配設したものである。

駆動素子３は信号分配回路４から供給される画像信号に
応じて選択的に導通し、対応する発熱素子２に外部電源
６からの電流を供給する。この通電により発熱素子２は
画像信号に応じて発熱し、これに対向して移動する感熱
紙に発色を生じさせるか、またはインクリボン上のイン
クを溶融させ一５＝ て熱転写の形で可視画像の記録を行なう。

ここで、サーマルヘッド１が１６本／舖の解像度で２１
６＃幅であり、発熱素子２を半数づつ位相をずらせて駆
動するものとすると、発熱素子２の抵抗値が４０００．
印加電圧を１５Ｖとしたとき、最大的６５Ａもの大電流
が流れる。このような大電流のスイッチングにより発生
するノイズを放置すると浮遊容量、浮遊インダクタンス
による大パワーのリンギングと信号分配回路４の配線へ
のクロストークを生じ、ロジック回路からなる信号分配
回路４の誤動作を招く。そこで、この発明においては以
下に述べるノイズ遮蔽用導体パターンを設けて、このよ
うな問題を解決している。

第２図は第１図のサーマルヘッドの実装構造を示す平面
図である。図において、１１はセラミック基板であり、
この基板１上に第１図のサーマルヘッド１の各部が半導
体製造プロセス等で使用されるＩＩＩエツチング技術や
、印刷で使用される厚膜プリント技術により形成される
。

すなわち、１２は発熱素子列であり、その各−一〇− 端は個別配線１３を介して駆動素子３の電源配線（以下
、この配線を駆動電源配線という）のホット側配線１７
１１に共通接続され、また各他端は個別配線１５を介し
て駆動素子３お」：び信号分配回路４を数素子ずつ組込
／ＶだＩＣデツプ１６に接続されている。ＩＣチップ１
Ｇの端子１７（ｊボンディングワイヤ１８により縦列配
線１９に接続される。

縦列配線１９は２層配線の下層配線として層間絶縁膜２
０の下に形成されている。

層間絶縁膜２０の上には、縦列配線１９に直交したロジ
ック系配線用の横列配線ＢＹとして画像信号入力線２１
．転送りロック入力線２２．ラッチパルス入力線２３．
ゲート信号入力線２４およびＩＣデツプ１６内のロジッ
ク回路部（信号分配回路４）への電源供給のためのロジ
ック電源配線としてのホラ１〜副配線２５．アース側配
線２Ｇが形成され、スルーホール２８によって下層の縦
列配線１つとそれぞれ接続されている。また層間絶縁膜
２０上には、ロジック電源配線のアース側配線２６に隣
接する形で駆動電源配線のアース側配線２７が形成され
、やはりスルーホール２８を介して下層の縦列配線１９
と接続されている。

ここで、駆動素子３のスイッチングにより発生するノイ
ズは通常、駆動電源配線のホット側配線１４およびアー
ス側配線２７上に現われ、これらの配線１４および２７
が二次的なノイズ源となる。

この場合、ホット側配線１４はロジック系配線と位置的
に離れているため、この配線１４に現われたノイズが信
号分配回路４に与える影響は比較的少ないが、アース側
配線２７はロジック系配線と近接しているため、ロジッ
ク系配線との結合によりこの配線２７に現われたノイズ
は信号分配回路４に対し混入しやすくなる。そこで、こ
の実施例においてはこの駆動電源配線のアース側配線２
７とロジック電源配線のアース側配線２６との間にノイ
ズ遮蔽用導体パターン２９を形成している。

駆動素子４の電源配線におけるアース側配線２７と、ロ
ジック系配線との結合は一般に誘導性結合が支配的であ
る。従って、ノイズ遮蔽用導体パターン２９は図示のよ
うに両端を開放として電気的に浮遊状態とすることが好
ましい。この場合、ノイズ遮蔽用導体パターン２９を奇
数本（図では１本）にすると、この導体パターン２９を
流れるノイズ電流とアース側配線２７を流れるノイズ電
流の方向が逆となり、それぞれを流れるノイズ電流によ
る電界が相殺されるため、一層ノイズの遮蔽効果を上げ
ることができる。

第３図はこの実施例の効果を説明するための実験結果を
示ず波形図であり、（ａ）は駆動素子４のオフ時におけ
る駆動電源のアース側配線２７上の電流波形、（ｂ）は
ノイズ遮蔽用導体パターン２９が無い場合の隣接する伯
の配線（例えばロジック電源配線のアース側配線２６）
への誘導ノイズの電圧波形、そして（Ｃ）がノイズ遮蔽
用導体パターン２９のある場合の配線２６への誘導ノイ
ズの電圧波形である。この図からも明らかなように、ノ
イズ遮蔽用導体パターン２９を設けることによりロジッ
ク系配線へのノイズの誘導が効果的に抑制され、信号分
配回路４へのノイズの混入を著しく軽減できることが理
解されよう。

９− 以上のようにして、この発明によれば簡単なノイズ遮蔽
用導体パターンを形成するとのみで、ダイレクトドライ
ブ形のサーマルヘッドにおける大電流のスイッチングに
よるノイズが信号分配回路に混入するのを防止して、記
録動作の安定化を図ることができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、例えば第４図（ａ）〜（ｄ）に示すように種々変
形実施が可能である。すなわち、第４図（ａ）はノイズ
遮蔽用導体パターン２９の一端を接地した例、（ｂ）は
両端を接地した例、（Ｃ）は両端を抵抗Ｒを介して接地
した例、（ｄ）はコンデンサＣを介して接地した例であ
る。ここで接地とはサーマルヘッド１のアース電位に落
とすことであり、駆動電源配線やロジック配線のアース
側配線２６．２７と同電位にすることではない。これら
第４図（ａ）〜（ｄ）の例は、駆動電源配線のアース側
配線２７とロジック系配線との結合が誘導性から容量性
の方向に近付いた場合に有効である。また第４図（ｅ）
の例はノイズ遮蔽１０− 用導体パターン２７の途中に抵抗Ｒを挿入したものであ
る。このようにすると、抵抗Ｒによりノイズ電力がここ
で消費され、より効果的にノイズの遮蔽を行なうことが
できる。この意味でノイズ遮蔽用導体パターンの線幅は
できるだけ狭い方が有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるサーマルヘッドの
回路構成図、第２図はその実装構造を示す平面図、第３
図は同実施例のノイズ遮蔽効果を説明するための波形図
、第４図はこの発明の他の実施例の要部の構成を示す図
である。 １・・・サーマルヘッド、２・・・発熱素子、３・・・
駆動素子、４・・・信号分配回路、５・・・外部回路、
６・・・外部電源、１１・・・基板、１２・・・発熱素
子列、１３・・・個別配線、１４・・・駆動電源配線の
ホット側配線、１５・・・個別配線、１６・・・ＩＣチ
ップ、１９・・・縦列配線、２０・・・層間絶縁膜、２
１・・・画像信号入力線、２２・・・転送りロック入力
線、２３・・・ラッチパルス入力線、２４・・・ゲート
信号入力線、２５．２６・・・ロジック電源配線のホッ
ト側配線およびアース側配線、２７・・・駆動電源配線
のアース側配線、２８・・・スルーホール、２９・・・
ノイズ遮蔽用導体パターン。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （−仮　）ＩｉＩＩ叫　―県

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ライン状に配列された複数の発熱素子と、これら
   の発熱素子を個別に駆動する駆動素子と、これらの駆動
   素子に外部から入力される画像信号を分配してこれらの
   駆動素子を動作させる信号分配回路とを同一基板上に配
   設したサーマルヘッドにおいて、前記信号分配回路に接
   続された配線パターンと前記駆動素子の電源配線との間
   に前記駆動素子のスイッチングにより発生するノイズを
   遮蔽する導体パターンを配設したことを特徴とするサー
   マルヘッド。
2. （２）ノイズ遮蔽用導体パターンは駆動素子の電源配線
   のうちのアース側配線と信号分配回路に接続された配線
   パターンとの間に接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。
3. （３）ノイズ遮蔽用導体パターンは電気的に浮遊状態に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載のサーマルヘッド。
4. （４）ノイズ遮蔽用導体パターンは少なくとも一端が直
   接またはインピーダンス素子を介して接地されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘ
   ッド。
5. （５）ノイズ遮蔽用導体パターンの途中に抵抗を挿入し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれかに記載のサーマルヘッド。