JPS6248571A - サ−マルプリントヘツド - 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〕 本発明は、駆動用回路を搭載したサーマルプリントヘッ
ドに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に駆動用集積回路（以下ＩＣと称す）を搭載したダ
イレクト・ドライブ型サーマルプリントヘッド（以下Ｄ
Ｄ型サーマルプリントヘッドと称す）は、複数個の発熱
抵抗体とこれらの発熱抵抗体に電流を供給する個別電極
と、シフトレジスタ、ラッチ、ゲート等の論理回路およ
びこの発熱抵抗体ごとに独立したトランジスタドライバ
ーを集積回路化したＩＣと、このＩＣに外部から供給さ
れる電源。

画信号、制御信号等を伝達する駆動用電極とをセラミッ
ク基板上に形成してなるサーマルプリントヘッド本体と
、このサーマルプリントヘッド本体と外部回路とを電気
的に接続するフレキシブル回路基板等からなるインタフ
ェース部とによって構成されているゆ ところで、上述のＤＤ型サーマルプリントヘッドは、次
の問題点がある。

第１に、フレキシブル回路基板とサーマルプリントヘッ
ド本体の駆動用電極との電気的接続を図るため、圧接を
用いる。通常、この圧接には金（Ａｕ）を用いなければ
信頼性を確保することが困難である。しかしながらこの
金を用いることによりサーマルプリントヘッドの価格が
上昇し、低価格化の時代の潮流に反する。加えて、圧接
の際、温度変化等によりフレキシブル回路基板と駆動用
電極との接触不良が生じることがあり、高信頼性を確保
することが困難である。

第２に、ＩＣをセラミック基板（通常アルミナセラミッ
ク基板を使用）上に実装するため高価なアルミナセラミ
ック基板の専有面積が増大し、コストの上昇を招く上に
、薄膜形成工程のバッチ処理を行なう際の作業性が低下
する。

第３に、ＩＣをセラミック基板上に実装するに際し、配
線が高密度化しているため多層配線が利用されるので、
セラミック基板の駆動用電極上に絶縁膜を形成する。し
かしながら、この絶縁膜を形成することは、サーマルプ
リントヘッドを生産する工程を複雑化することにつなが
り、ひいては不良ＩＣ交換の際に絶縁膜を破壊し、顕著
な時は絶縁膜の下の駆動用電極まで破損する危険がある
。

そこで、この第２．第３の問題点を解決する分割型サー
マルプリントヘッドがある。このサーマルプリントヘッ
ドは、発熱抵抗体を載置する基板と、ＩＣを載置する基
板とを別基板で形成したものである。このサーマルプリ
ントヘッドによれば。

パッチ処理を行なう発熱抵抗体が載置された基板の面積
を小さくすることができ、同時に多数の基板を処理でき
る利点を有している。

しかしながら、　ＩＣを搭載する基板は、通常マトリッ
クス配線からなる厚膜配線が必要である。このＩＣを搭
載する基板と外部回路との電気的接続を信頼性良く行な
うためには、コネクタ等の接続手段を設けたフレキシブ
ル回路基板を圧接する必要がある。このため、依然とし
て、第１の問題が解決されない。

上述の問題を解決する技術が実開昭５７−１０８９４９
号公報に開示されている。この公報に開示されたサーマ
ルプリントヘッドの基本構成は、ガラスエポキシ基板上
に共通信号入力導線を設け、１個のテープキャリアに装
着された電子部品に接続する１組の駆動電極およびこれ
に隣接する共通電極を１個のテープキャリアを介してエ
ポキシ基板上の信号入力導線および共通信号入力導線に
それぞれ接続する構成である。

このサーマルプリントヘッドを用いることにより、以下
の効果を得られる。すなわち、ガラスエポキシ基板が機
械的な加工性に勝っているため、コネクタ等の外部回路
との接続手段を容易に設置することができる。したがっ
て安価なサーマルプリントヘッドが得られる。

しかしながら、本発明者が、このサーマルプリントヘッ
ドを試作し実験してみたところ、以下の問題点があるこ
とが判明した。

第１に、ＩＣの接続にテープキャリアを用いているため
、ワイヤボンディングに比較して接続部の面積が増大し
、大型化となり小型化を模索中の技術の潮流に反する。

第２に、サーマルプリントヘッドに搭載した後に不良と
なったＩＣを交換する際、テープキャリアを剥離する。

この場合、基板上の配線層もテープキャリアと共に剥離
する危険がある６ 第３に、テープキャリアによる接続を行なうためには、
　　Ａｕ−３ｎまたは半田−半田といったメタライゼー
ションが一般的であるが、発熱抵抗体付近で配線層の温
度も上昇するため、半日またはＳｎ等の低融点の金属を
使用することはできない。

この問題点を回避するために、本発明者らは発熱抵抗体
に電流を供給する配線層にメタライズする２通りの方法
を考え行なってみた。

■　全体をＡｕで形成し、テープキャリアとＡｕ−５ｎ
共品によって接続を行う方法。

■　全体をｉ等の比較的融点の高い金属で形成し、テー
プキャリアとの接続部にＳｎまたは半田層を形成してテ
ープキャリアとＳ　ｎ　−Ａ　ｕまたは半田−半田によ
って接続を行なう方法。

しかしながら、第１の方法は、基板全体に高価なＡｕに
よってメタライズを行うためコストが上昇するだけでな
く、エツチングプロセスにウェットエツチングを用いる
。このため、オーバエツチング等により、リード線及び
発熱抵抗体の形状寸法を正確に形成することが困難であ
り顕著な場合は、発熱抵抗体によって記録される画点の
サイズのばらつきを生じる原因となり実用に耐えない。

第２の方法は、１等の安価でドライエツチング可能な金
属を使用でき１発熱抵抗体の形状寸法を正確に形成する
ことはできる。しかしながら、テープキャリアとの接続
層として、Ｓｎまたは半田を部分的に付着させなければ
ならず、工程が複雑化して生産性が低下するうえ、コス
トも上昇し、現実のサーマルプリントヘッドの生産に適
さない。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり
、信頼性の良いサーマルプリントヘッドを提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成するために、本発明のサーマルプリン
トヘッドは、複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に
電流を供給する個別電極とを配置した絶縁基板と、この
発熱抵抗体に供給される電流を画信号に応じて開閉する
駆動用集積回路とこの駆動用集積回路に電気的に接続し
た駆動用電極とを配置した金属、ガラス−樹脂積層板、
または樹脂フィルムのうちの少なくとも一種からなる駆
動回路基体と、この個別電極とこの駆動用電極とを電気
的に接続する電気的接続手段とを少なくとも具備したこ
とを特徴としている。

上述の構造をとることにより１本発明のサーマルプリン
トヘッドは、テープキャリア等を用いる必要がなくなっ
たため、不良ＩＣ等の交換の際に生じる配線層等の剥離
等といった信頼性の劣化が生じることがない。

〔発明の実施例〕

以下、本発明のサーマルプリントヘッドの実施、例を図
面を参照して説明する。

第１図Ｃａ）＊　（ｂ）において、鉄からなる支持板０
面の一端には、アルミナセラミック基板■が接着部材（
図示せず）を介して固着されている。この支持板■面の
他端にはガラス−エポキシ積層板を基材とする駆動回路
基板（１１）が接着部材（図示せず）を介して固着され
ている。このアルミナセラミック基板■上には、複数個
の発熱抵抗体■とこれらの発熱抵抗体■に電流を供給す
る個別電極（イ）が形成されている。また、この駆動回
路基板（１１）上には発熱抵抗体に供給される電流を画
信号及び制御信号に応じて開閉するＩＣ（ｅが接着部材
（図示せず）を介して載置されている。このＩＣ■に、
接続用のコネクタ（１０）を介して外部回路から入力さ
れる画信号、制御信号、電源を伝達する駆動用電極（ハ
）が駆動回路基板（１１）上に形成されている。この個
別電極に）とＩＣ（Ｑとは電気的接続手段例えばワイヤ
ボンディング（１２）を用いて電気的に接続される。

第１図に示したサーマルプリントヘッドは、従来サーマ
ルプリントヘッドと外部回路との接続に用いたフレキシ
ブル回路が不要となるため１部品点数を減少させること
ができる。その上、圧接部に必要であったＡｕのメタラ
イゼーションが不要となるため、材料費の節減、工数の
節減を行なうことができ、宏量のサーマルプリントヘッ
ドを提供することができる。さらに、温度変化による圧
接部の接触不良を生じることがなくなるため、極めて信
頼性の高いサーマルプリントヘッドを提供することがで
きる。

また、ＩＣをセラミック基板上に設置する必要がない、
このため、高価なアルミナセラミック基板の１つのサー
マルプリントヘッドあたりの面積を大幅に低減でき、バ
ッチ処理を行なう際に１バツチあたりの製品取数（１枚
のアルミナセラミックス板から発熱抵抗体をスパッタリ
ング等で形成したサーマルプリントヘッドに使用する発
熱部を有するアルミナセラミック基板の取ることができ
る枚数）が増大し、生産性２作業性が向上し、材料費を
節減することができる。

さらに、ガラス−エポキシ基板に直接ＩＣを実装するこ
とにより、　ＩＣの実装場所をかならずしも駆動用電極
が下にある部分にしなくとも生産性１作業性の低下が生
じない構造をとるため、駆動用電極上の絶縁膜が不要と
なる。これにより、工程が単純化されるのみならず、不
良ＩＣの交換を行なう際、ＩＣの下部の駆動用電極を破
損する危険がない。

その上１本実施例においては、電気的接続手段に全てワ
イヤボンディングを用いているため、接続に必要な面積
を小さくできる上、個別電極の基材を例えばＡ’Ｎの様
にドライエツチングが可能でかつ安価な金属とすること
ができる。これにより複雑なメタル構成を使用すること
なく、正確な発熱抵抗体形状２寸法を形成することがで
きる。したがって本発明のサーマルプリントヘッドによ
れば、均一で正確な画素サイズで記録を行なうことがで
きる。

以上説明したガラス−エポキシ基板以外に、本発明のサ
ーマルプリントヘッドにおいては、金属、または樹脂フ
ィルム等上にＩＣを載置しても良い。

また、これらの組合せた基板上に載置しても第１図に示
したサーマルプリントヘッドと同等の効果を得ることは
言うまでもない。

次に第２図を参照して本発明の他の実施例を説明する。

なお、第１図のものと同所同部材には同符号を付する。

第２図において、駆動用電極■の一部を外部取り出し端
子（２１）とすれば、直接サーマルプリントヘッドを外
部回路に接続することができる効果がある。なお、（２
２）は、共通電極を示し、（２３）は共通電極（２２）
へ電流を供給する信号電極を示し、（２４）はＩＣ（Ｉ
Ｅ＋を保護するカバーを示している。

〔発明の効果〕

上述の構成をとることにより１本発明のサーマルプリン
トヘッドは、テープキャリア等用いなくなった等、不良
ＩＣ等の交換により駆動用電極が剥離したりする危険を
防止することができ、極めて簡易に高信頼性を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のサーマルプリン１−ヘッドの実
施例を示す断面簡略図、第１図（ｂ）は第】図（ａ）の
一部切欠平面簡略図、第２図は本発明のサーマルプリン
トヘッドの他の実施例を示す一部切欠模式斜視図である
。 ■・・・アルミナセラミック基板 ■・・・発熱抵抗体 に）・・・個別電極 （ハ）・・・駆動用電極 ０・・・駆動用集積回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の発熱抵抗体とこの発熱抵抗体に電気的に
   接続した個別電極とを配置した高抵抗基体と、 前記発熱抵抗体に供給される電流を画信号に応じて開閉
   する駆動用回路とこの駆動用回路に電気的に接続した駆
   動用電極とを配置した金属、ガラス−樹脂積層板、また
   は樹脂フィルムのうち少なくとも一種（または複数）か
   らなる駆動回路基体と、 前記個別電極と前記駆動用電極とを電気的に接続する電
   気的接続手段とを少なくとも具備したことを特徴とする
   サーマルプリントヘッド。
2. （２）前記電気的接続手段は、ワイヤボンディングから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサー
   マルプリントヘッド。
3. （３）前記駆動用電極の一部は、外部取出し端子となっ
   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
   ーマルプリントヘッド。