JPS6097869A - 感熱記録ヘツド - 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】 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
録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
気信号によっ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）電極に対し基板外に配した集積回路（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。

こうしたヘッドとしては、例えば特開昭５６−７８９８
５号、５７−８１７７号、５７−８１７８号、５７−８
１７９号、５７−８１８０号、５７−４３８８３号、５
７−４３８８４号、５７−１０７８６６号、５７−１０
７８６７号、５７−１０７８６８号、５７−１８２４６
１号、５７−１８５１７０号、５７−２０３５７１号、
５７−２０３５７２号等各公報に開示されたものがある
。　しかしながら、本発明者が従来のヘッドについて検
討を加えた結果、次の如き状況にあることを認識した。

従来のヘッドの中には、ＩＣ部のプリント基板と発熱部
の抵抗体基板とが共通の支持体上に固定されているもの
があるが、これでは、発熱部で発生した熱が支持体を通
してプリント基板からＩＣ部へ伝わυ易く、このために
ＩＣチップが支持体の温度変化の影響を受けてしまい、
誤動作の原因となる。　近年、ヘッドの小型化が進むに
伴なってＩＣ部と発熱部との間の距離が短かくなシ、支
持体の面積が減少する傾向にあるが、この場合には発熱
部からの熱が支持体を経由してＩＣ部側へ更に廻シ込み
易くなる。　こうした熱伝播は、シフトレジスタやラッ
チ回路を内蔵したＩＣチップに対して悪影響を与える。

　一方、ヘッドの書込み（記録）周波数が高くなるにつ
れてＩＣＣ部体体発熱も無視できず、この対策として放
熱機構を新たに設けるとヘッド構造が複雑化し、コスト
アップや故障の原因となる。

３、発明の目的 本発明の目的は、小型化若しくはコンパクト化された構
造であるにも拘らず、発熱による悪影響を効果的に防止
した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、発熱部と、この発熱部を駆動する集積
回路部とが支持体上に設けられている感熱記録ヘッドに
おいて、前記発熱部と前記集積回路部との間の中間領域
で、ヘッド長方向における前記支持体の少なくとも一部
が不連続面を有し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２０によれば、第１の基体（例えばアルミニ
ウム基板）ｌａ上に、発熱部２を設けた抵抗体基板（例
えばアルミナ等のセラミックス基板）３が固定され、か
つ第２の基体（例えばステンレス基板）ｌｂ上に、多数
（例えば６４個）のＩＣチップ４をマウントしたプリン
ト基板（例えばガラス・エポキシ又はセラミックス基板
）５が上記抵抗体基板３に対し一定の間隙６を置いて対
向して固定されている。　そして、側基体１ａ−１ｂ間
は接着剤１６によって結合せしめられ、一体化されてい
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と抵抗体基板３との間に架
は渡されたフィルム午ヤリアテープ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、抵抗体基板３上に被着された発熱体（例え
ば窒化タンタル）層８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１
１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で示した分離ツインで互いに接合され
た別々のプリント基板５上にマウントされ、プリント基
板５上に所定パ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
ってワイヤボ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、かつ他の配線部分は図示
省略されている。　また、発熱体層８は発熱部２にのみ
設けられてよい。

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。　これらのり一部１５と信号
電極１０及び配線１２との接続いわゆるビームリード方
式で行なってよく、リード１５０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、上記した各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略する
。　また、図示省略したが、第３図において抵抗体板３
上には更に、８１０゜膜及び酸化タンタル膜（耐麿耗被
膜）が順次被着される。

上記の如くに構成されたヘッドにおいて特徴的な構成は
、発熱部２側の抵抗体基板３を固定する基体１ａと、Ｉ
Ｃチップ４側のプリント基板５を固定する基体１ｂとに
分け、これら側基体１ａ−１ｂ間がヘッド長方向におい
て接着剤１６で一体化されていることである。　この場
合、基体１ａは、発熱部２で発生する熱を充分に放熱す
るためにアルミニウム等の金属又は非金属の良熱伝導性
材料で形成されるのに対し、基体１ｂは、比較的熱伝導
率の低いステンレス（ＳＵＳ　）をはじめセラミックス
（例えば酸化アルミニウム、窒化ホウ素、や 炭化シリコン）で形成される。　側基体ｌａｄは、ヘッ
ド長方向（即ち、発熱部２又はＩＣチップ４の配列方向
）に亘る接着剤１６によって一体化はされるが、その接
着剤の部分で互いに不連続になっている（不連続面を有
している）。　そして、接着剤１６は一般に熱伝導率が
低いので、基体１ａの熱が基体ｌｂ側へ伝わるのを充分
に防止でき、これＫよって側基体１ａ−１ｂ間の熱的隔
離を実現することができる。　こうした接着剤１６とし
ては、例えば耐熱性も良い東し・シリコーンＳ　Ｅ　１
７０１（東しく株）製）等のシリコーン系樹脂、アロン
・アルファ（東亜合成化学（株）製）等をはじめエポキ
シ系樹脂も使用可能である。

このように、側基体１ａ、ｌｂを夫々異なる材料で形成
し、かつ接着剤１６で結合せしめることによって、従来
の共通基体を用いる場合に比べて発熱部２の熱が基体１
ａを通して基体１ｂへ伝播される量がはるかに少なくな
シ（或いはほぼ皆無となり）、ＩＣチップ４等からなる
ＩＣ部への熱的影響を阻止することができる。　しかも
、ＩＣＣ出自体ら生じる熱も基体１ｂの存在によって他
へ伝わることが少なくなる。　こうした熱伝般の防止は
、上記の如く別に放熱機構を設けることなしに簡単な構
造で実現できることも有利である。

第５図は、上記のフィルムキャリアテープ７に代えて、
両開線１２−１０の接続にワイヤ１７によるワイヤボン
ディングを適用した例を示している。

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、
ｔｏにワイヤボンディングすることも可能である。　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。

第６図〜第８図は、本発明の他の実施例を示すものであ
る。

この例では、側基体１ｓｉ、ｌｂのうち例えば基体１＆
を基体１ｂに沿りて部分的に切除して長手状の切除部１
Ｂとなし、側基体を両端部１９．２１においてのみ接着
剤１６で互いに結合せしめている。

両差体間の間隙６は上記切除部１８に対応して、第３図
に示したものよシ拡大されている。

このように両差体間を結合することによってその結合域
が切除部１８の分だけずっと小さくなるから、上述した
基体１ａから１ｂへの熱伝般が更に減少し、かつ切除部
１Ｂの領域で基体１ａからの空気中への放熱も可能とな
る。

なお、上記両端部１９．２１の幅ｄ（第７図参照）は、
基体１ａの側端間と発熱部との間の距＊　ａ／よシも小
さくしておく方が、発熱部２の熱が上記両端部を巡って
接着剤１６側へ伝わる距離をかせぐことができ、この間
に基体１ａがら空気中への放熱を行なわせることが可能
である。また、第８図に一点鎖線で示す如くに、ファン
２２による送風２３を上記切除部１８、間隙６を通じて
送シ込み、これによって発熱部２の発熱に影響を与えカ
い範囲で基体１ａ、ｌｂ（更には基板３．５）の放熱を
促進させることもできる。

第９図は、第６図の例において切除部１８内で一方の基
体１ａの一部を延設し、との延設部分Ｕを接着剤１６に
よって他方の基体１ｂに接着せしめた例を示す。

との延設部分２４によって、側基体１ａ−１ｂ間が両端
部１９．２１だけでなくこれらの中間域においても互い
に連結されるから、両差体間の結合力がより大きくなシ
、機械的強度を充分にすることができる０　但、延設部
分Ｕの個数は強度の向上を図れるもので多ればよく、図
示の例では多数個設けたが、１個若しくは複数個あれば
よい。

第１０図の例は、既述した例とは異なシ、基体を２つに
（即ち１ａと１ｂとに）分けることなく、単−の基体（
例えばアルζニウム）１を使用しているが、第６図の例
と同様に中間域に切除部２８を形成したものである。

このように構成しても、発熱部の熱が基体１を介して伝
わる場合に切除部２８のない狭い両端部１９．２１を通
してのみ伝わるために１熱伝般量を低く抑え、ＩＣ部の
保護を有効に図ることができる。

なお、上述した各側によるヘッドはいずれも、発熱部２
と共にＩＣチップ４を互いに並置された基体１ａ及びｉ
ｂ、或いは共通の支持体である基体１上に設けているの
で、ヘッド構成が著しく簡略化若しくはコンパクト表も
のとなる。　また、プリント基板５は発熱部２側の抵抗
体基板３に対し上記間隙６を置いて分離して対向配置さ
れていることも、発熱部２で生じた熱は抵抗体板３から
直接プリント基板５側へ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と抵抗体基板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基板３自体の幅を狭くできる（即ち
小幅で長尺状の抵抗体基板にできる）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基板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
基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Ｏ また、ＩＣチップ４をマウントするプリント基板５杜、
上述した如く、ＩＣチップの一定個数毎に別々に設けら
れているので、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１全自動化されたワイヤボン
ディング時の歩留シは、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）Ｋ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
，９９８）″。中０．００２５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（１ｔ、） 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チップ数に応じたワイヤ数
を各プリント基板につき例えば５００本にでき、このた
めにワイヤボンディングの歩留ハ各フり　７　）　基板
にライ？夫々（０，９９８）Ｉ０’＋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）に分けるととＫ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
１ａ又は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程反シがあシ、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１ａ又
は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１ａ又は１上に固定できるので
、上記に比べて基体１ａ又は１０表面性の影響を緩和し
、個々のプリント基板５の基体１ａ又は工に対する密着
性は良く彦（１２） シ、接着強度が向上する。

なお、本実施例において、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１ｏとの間が、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
）に接続される場合、ＩＣチップ４の複数個（例えば２
個）当たシ１枚のチーグアが夫々使用されている。　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チップ当た夛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、この分がなシのコストダ
ウンを図れることになる。　但、いずれの場合も、フィ
ルムキャリアテープ７を用い、ＩＣチップ４を別のプリ
ント基板５上にマウントすると、テープ上には配線とし
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１
２、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。

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。

第１１図の例によれば、第１図〜第４図に示したヘッド
２０をインクフィルム４１を介して被記録紙３３に当接
させた感熱転与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１い
る。

被記録紙３３は、例えばカセット３４内に折畳み状態で
収納され、ロー２−２５を経て熱転与部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
ーラー４３、駆動ローラー封を経て熱転写部３６へ送ら
れ、更に駆動ローラー４５から巻取シローラー４６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を検出するためのフォトセンサ（例えば赤外
光センナ）４７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−４８０
手前位置にフォトセンサ（例えば赤外光センサ）４９が
配されている。

熱転写部３６には、上述したヘッド２０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３
３及びインクフィルム４１を挾着するための圧接ｐ−２
−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とは、
第１２図に拡大図示する如くにプラテン四−２−５４と
ヘッド２０との間に被記録紙３３とインクフィルム４１
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（１５） り５０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５０を形成する）際に１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５０′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多の距離
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。

第１３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５１が供給ロ
ール５２から繰出され、ヘッド２０とプラテンローラー
６４との間で挾着されてヘッド２０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５５及び
５６間から排出される。

（１６） 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工よい。

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。　また、上述した例（第１図〜
第９図の例）では、両基体１ａ−１ｂ間を接着剤で結合
したが、これに代えて溶接法で結合してもよいし、或い
はビス止め等によって結合してもよい。　両基体１ａ、
ｌｂは同一材料で形成することもでき、或いはＩＣ側の
基体１ｂも熱伝導性の良い金属又は非金属で形成しても
よい０　基体１ｂが熱伝導性の良い材料で形成される場
合でも、上述の接着剤１６等によってＩＣ部の保護を行
なえると共に、ＩＣ部の熱が基体ｌａ側へ伝わる量を減
らせる。　また、２つの基体１＆、１ｂを結合したが、
３つ以上の基体に分け、これらを例えば異々る材料で形
成して互いに結合せしめると、更に伝熱のコントロール
を良好に行なうことができる。　また、上述の接着剤１
６や切除部１８．２８等がなす不連続面のパターンは種
々に変更す石ことができる。

６、発明の作用効果 本発明は上述した如く、ヘッド長方向における支持体の
少なくとも一部が不連続面を有するようにしたので、支
持体を通しての熱伝搬を減少させ、支持体上の素子の保
護を有効に図ることができる。

しかも、支持体上に発熱部とＩＣ部とを設けたので、ヘ
ッドの構成が小型若しくはコンパクトなものとなる。

【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−Ｘ線拡大断面図、第５図は他の感熱記録ヘッドの
第３図と同様の断面図、 第６図は更に他の感熱記録ヘッドの支持体と抵抗体基板
及びプリント基板とを分離して示す斜視図、 Ｊ 第７図は支持体上に内基板を固定した状態の第６図の平
面図、 第８図は第７図の２−２線断面図、 第９図、第１０図は他の支持体の二側を示す各斜視図、 第１１図は感熱転写記録装置全体の概略断面図、第１２
図は第１１図の要部拡大図、 第１３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 ｌａ、　ｌｂ、　１・・・・・・・・・・基体２・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・発熱部３・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・抵抗体基板４・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ＩＣチップ５・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・プリント基板７
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フィルムキ
ャリアテープ８・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・発熱体層（１９） ９・・・・・・・・・・・・・・・・・・接地電極１０
・・・・・・・・・・・・・・・・・・信号電極１２・
・・・・・・・・・−・・・・・・・配線１３．１７・
・・・・・・・・・・・・・ワイヤ１５・・・・・・・
・・・・・・・・・・・リード１６・・・・・・・・・
・・・・・・・・・接着剤１８．２８・・・・・・・・
・・・・・・切除部２０・・・・・・・・・・・・・・
・・・・感熱記録ヘッドである。 代理人　弁理士　逢　坂　宏　（他１名）（２０） 第２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発熱部と、この発熱部を駆動する集積回路部とが支
   持体上に設けられている感熱記録ヘッドにおいて、前記
   発熱部と前記集積回路部との間の中間領域で、ヘッド長
   方向における前記支持体の少なくとも一部が不連続面を
   有していることを特徴とする感熱記録ヘッド。