JPS6097871A - 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。

（１） 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り
、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５７−８１７７
号、５７−８１７８号、５７−８１７９号、５７−８１
８０号、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、
第１１回画像電子学会予稿集（昭和５８年）の第１〜４
頁によれば、発熱部の両側にＩＣ部を夫々配し、これら
の発熱部とＩＣ部との接続を発熱部の抵抗体基板とｒｃ
部のプリント基板との間をワイヤボンディングすること
によって行なう技術が示されている。更に、特開昭５７
−１０９６７４号公報における如く、発熱部の抵抗体基
板の両側にガラスエポキシ基板を配し、これらの各ガラ
スエポキシ基板と抵抗体基板との間に架は渡したテープ
キャリア上に■Ｃチップをマウントした（２） ものが知られている。

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部のプリント基板上に施す
ＩＣチップからの出力配線と、発熱部を設ける抵抗体基
板上の信号電極配線との接続は、フィルムキャリア方式
又はワイヤボンディング方式で行なうものがあるが、ヘ
ッドの解像度を８本／＋ｕｎ（信号電極配線の個数に相
当）から１２本／ｍｖａ、更には１６本／ＩＩｗｌへと
向上させるに伴なって、上記接続が困難となる。即ち、
こうした高解像度化のためには、フィルムキャリア方式
ではテープ上２フィンガーリードの本数が密となるので
そのリードを構成する銅箔を薄くしなければならない。

この場合にはテープ上への銅箔のラミネートが困難とな
るから圧延工程が必要となり、かつ圧延を充分にかける
必要がある。他方、ワイヤボンディング方式の場合、上
記高密度化に伴なってワイヤボンディング時のワイヤ間
のピンチが１２５μｍから、（３） ８３μ１１更には６２μｍとなるので、ボンディングが
困難となり、歩留が低下し易い。

こうした状況下では、発熱部の信号電極配線とＩＣチッ
プの出力配線とを正確に対応させて歩留良く接続するこ
とが強く要求される。しかし、従来のヘッドでは特に、
ＩＣチップを固定するプリント基板はヘッド長に亘って
１枚のみ用いているので、プリント基板上の出力配線を
信号電極配線に合わせることが極めて困難であり、出力
配線のパターニング時の誤差を解消して正確にボンディ
ングを行なうことが実質的に不可能である。

３、発明の目的 本発明の目的は、上記した高解像度化の要求に充分に応
えるためにボンディングを確実に行なえ、歩留の向上を
可能に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（ＩＣ部）とが対向して設けられ、所定の間隙を
置いて列状に配された複数の基体の（４） 夫々に集積回路チップ（ＩＣチップ）が固定されること
によって前記集積回路部が構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２０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を設けた抵抗体基板（例え
ばアルミナ等のセラミックス基板）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と抵抗体基板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３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（５） 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で示した微小間隙を置いて一列
状に配列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Ａ７！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一部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（６） 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、Ｓ　ｉ　０２Ｎｉｉ及び酸化タンタル膜（耐
摩耗被膜）が順次被着される。

上記の如くに構成されたヘッドは、本発明に基いて間隙
３０を置いて列状に配された各プリント基板５上にＩＣ
チップ４がマウントされていることが極めて重要である
。これについて以下に詳述する。

まず第４図に明示する如く、プリント基板５は個々に分
割された状態で基体１　（第３図参照）上に固定される
が、この固定に際し各プリント基板間には幅ｄの間隙３
０が必ず形成されるようにしておく。この間隙幅ｄは、
第５図に示す如く、プリント基板５上の各出力配線１２
と、これらに接続されるテープ７上の各リード１５とが
正確に対応するように、各プリント基板５の固定時にそ
の位置合せを行なうために必須不可欠なものである。即
ち、テープ７上のリード１５と、これに対応したプリン
ト基板５上の配線１２とは高解像度化のために高密度に
形成されるが、この場合でも、各リード１５に対する各
配線１２の位置は個々のプリント基板５を例えば矢印１
６方向に移動させながら調整することによって正確にす
ることができる。このためには、上記間隙幅ｄは５０μ
ｍ〜５ＩｌｌＩ１１（例えば１　ｍｍ）とっておくのが
望ましいが、５０μ慨未満ではプリント基板５の位置調
整が困難な上にプリント基板製作時の加工精度を非常に
高くしなければならず、また５ＩＩＩＩ１１を越えると
広すぎて特に各プリント基板の隣接域における配線１２
間のピッチが大きくなってリード１５との対応をとり難
くなるからである。

各プリント基板５は１つ置きに同一形状に形成されてお
り、例えば一方のプリント基板５の両角部は矩形状の切
欠部１７が形成され、これらの各切欠部１７の稜辺付近
まで延びるＩＣチップ４からの比較的短かい配線１２に
対し、上記切欠部１２に対応した形状に張出したテープ
７の張出部１８上のり一部１５が端部にて重ね合せられ
、相互に接続される。

この場合、上記間隙３０を設け、そのままの状態で単純
に上記の接続を行なうと、間隙３０の部分では配線１２
を設けることができないので、この分だけ画像を形成で
きない領域が残ることになる。これを回避するためにプ
リント基板上の配線密度を増やして各リード１５との対
応をとることが考えられるが、却ってリード１５の高密
度化によって両者間の接続が非常に困難となる。これに
対し、第４図の例では、上記切欠部１７に対し、隣接す
るプリント基板５の一部に突出部１９を設け、ここに出
力配線１２を延設して間隙３０の存在による上記問題を
解消している。

上記に説明したように、本例によれば、上記間隙３０の
存在により、出力配線１２のパターンに仮に誤差があっ
ても各プリント基板５を間隙３０を利用して調整すれば
上記誤差をかなり低減せしめて各プリント基板の位置合
せを常に正確に行なえ、こ（９） （８） のために配線１２とリード１５との接続（ひいてはフィ
ルムキャリア方式による配線１２と発熱部への信号電極
配線１０との接続）を正確にかつ歩留良く行なえ、高密
度化の要求に充二分に応えたものとなる。間隙３０によ
って、各プリント基板自体は、寸法精度が比較的悪くて
も、上記した位置合せには全く支障がないから、プリン
ト基板の製作が容易となり、この点でも低コスト化が可
能である。

第６図〜第８図は、本発明の他の実施例を示すものであ
る。

上記したように、間隙３０の分だけ配線１２等を密にし
なければならない場合、これを効果的に防止する構成と
して、第６図の如くに各プリント基板５０対向部分を斜
めに切除し、一対の斜辺部２１．２２を形成しておく。

これらの斜辺部の存在によって、第７図の如（に出力配
線１２を各斜辺部側へ向くように折曲状にバターニング
し、上述のり−ド１５に対応する配線ピッチが間隙３０
付近でも変わらないように構成できる。

これを第８図について詳述すると、上記斜辺部（１０） ２１．２２に対し各出力配線１２を折曲させて設けると
１、各斜辺部２１．２２における各出力配線１２間の距
離ｌαは各斜辺部のなす角度）で表わされ、本来のピッ
チｐよりも太き（なる。例えばα−４５度のときにはｐ
　＝、／Ｔ　Ｘ　ｐとなる。従って、配線ピッチｐを８
本／ｌから１２本／■と増やす場合でも、斜辺部２１．
２２に沿う領域での配線ピッチｌは８本／ｒｎｍ２ ができ、配線１２のパターニングが容易となって配線間
の短絡を防止でき、高解像度化の要求に充分応えること
ができる。上記斜辺部の角度αは種々に選択でき、２０
度≦α≦７０度の範囲で変化させてよい。

第９図及び第１０図は、本発明の更に他の実施例を示す
ものである。

この例では、第６図〜第８図で示した如き斜辺部２１．
２２を各プリント基板５に交互に設けている。

各斜辺部２１．２２が交互に設けられることによって、
第８図において述べた作用効果がプリント基板５の一辺
側（発熱部２との対向側）の全体に亘って得られること
から、配線１２のバターニングが更に容易となり、配線
本数を増加させて解像度の一層の向上が図れる。

第１１図は、上記とは異なって、プリント基板５に斜辺
部を設は名代りに、配線１２を第７図及び第１０図と同
様に折曲せしめることによって、斜辺部を設けた場合と
同様の作用効果を奏している。

第１２図は、上記のフィルムキャリアテープ７に代えて
、再配線１２−１０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η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、接続の信頼性がより向上する。

なお、上述した各国によるヘッドはいずれも、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
けているので、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デツプ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、Ｉ
Ｃ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（１３） （１２） 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。

また、ＩＣチップ４をマウントするプリント基板５は、
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、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（０，９９
８）″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）　＝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（１４） 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
ィングの歩留は各プリント基板について夫々（０，９９
８ｒ’＃ｏ、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
８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
と言ってよい程反りがあり、その表面は全体として平坦
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１の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り、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例の信号電
極配線１０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）当たり１枚のテープ７が夫々使用されてもよい。こ
れによって、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、この分かなりのコストダウンを
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（１５） 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３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１３図の例によれば、第１図〜第３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、例えばカセット３４内に折畳み状態で
収納され、ローラー２５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
ーラー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４５から巻取りローラー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（１７） （１６） 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′＋（例えば赤
外光センサ）４７が配されている。また被記録紙３３の
検出用として、圧接ローラー４８の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２４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を挟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３９において注目すべきことは、
第１４図に拡大図示する如くにプラテンローラー２４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の位置で挟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、上述した如（１日） 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２０外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りの距離があ
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１５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
５４との間で挟着されてヘッド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５
６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。

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。

６、発明の作用効果 本発明は上述した如く、ＩＣチップを固定する基体を複
数に分け、所定の間隙を置いて配列せしめているので、
ＩＣチップの出力配線を発熱部側の信号電極配線に対し
接続する場合に、上記基体を上記間隙において調整して
正確に位置合せすることができる。従って、高解像度化
（即ち配線の高密度化）に対し、上記再配線のボンディ
ングを常に正確に行なえ、歩留が充分となる。

【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図はプリン
ト基板の配列を示す平面図第５図はポンディング時の第
４図の要部拡大図、（１９） 第６図は他のプリント基板の配列を示す平面図、第７図
は第６図の要部拡大図、 第８図は第７図を更に拡大して示す図、第９図は更に他
のプリント基板の配列を示す平面図、 第１０図、第１１図は更に他の二列によるプリント基板
を示す各一部平面図、 第１２図は他の感熱記録ヘッドの第３図と同様の断面図
、 第１３図は感熱転写記録装置全体の概略断面図、第１４
図は第１３図の要部拡大図、 第１５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、 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 （２１） （２０） ７・・・・・・・・・フィルムキャリアテープ８・・・
・・・・・・発熱体層 ９・・・・・・・・・接地電極 １０・・・・・・・・・信号電極 １２・・・・・・・・・配線 １３・・・・・・・・・ワイヤ １５・・・・・・・・・リード ２０・・・・・・・・・感熱記録ヘッド３０・・・・・
・・・・間隙 である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏（他１名）（２２） 舗１３０ ！ 第１４図 第１５図 ｑ 、／ＩＩＱ−

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対
   向して設けられ、所定の間隙を置いて列状に配された複
   数の基体の夫々に集積回路チップが固定されることによ
   って前記集積回路部が構成されていることを特徴とする
   感熱記録ヘッド。