JPS63118272A - 長尺電子装置 - 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】 （技術分野） 本発明はサーマルヘッド、ＬＥＤアレイ又はイメージセ
ンサなとの長尺電子装置に関し、特に発熱素子などの機
能素子が形成された基板上に駆動回路用集積回路装置（
以下、駆動用ＩＣという）が実装されたダイレクトドラ
イブ形式の長尺電子装置に関するものである。

（従来技術） 第２図に長尺電子装置の一例として従来のサーマルヘッ
ドの断面図を示す。

２は絶縁性の基板であり、通常、セラミック基板が使用
される。セラミック基板２上には一般にガラス質のグレ
ーズ層が形成され、その上に発熱体４が基板の長手方向
（図では紙面垂直方向）に配列されて形成されている。

このセラミック基板２上にはまた、駆動用ＩＣ６が実装
されている。

駆動用ＩＣ６はフリップチップ方式やワイヤーボンディ
ング方式などによりセラミック基板２上の配線パターン
に接続され、その配線を介して発熱体４とフレキシブル
プリント基板８に接続されている。駆動用ＩＣ６の入力
信号はフレキシブルプリント基板８を介して外部から入
力される。１０は駆動用ＩＣ６を保護するための樹脂、
１２は感熱紙（図示路）を発熱体４上に押しつけるため
のプラテンローラである。

ここで基板２のサイズ（幅）Ｘはセラミツク基板２自体
の価格もさることながら、このサイズＸによって生産工
程の処理量が左右されるので、サーマルヘッドの生産コ
ストに大きな影響を与える。

特に薄膜タイプのサーマルヘッドでは生産設偉の価格が
高いため、この基板サイズＸが大きな影響を与える。

第２図において発熱体４の中心から駆動用ＩＣ６までの
距離Ｘは、プラテンローラ１２の半径ｒと駆動用ＩＣ６
の実装高さｙによって決まる１例えば、プラテンローラ
１２の半径ｒを９ｍｍとし、駆動用ＩＣ６の実装高さく
樹脂１０の高さも含む）ｙを２ｍｍとした場合、Ｘとし
ては約７ｍｍが必要となり、セラミック基板２のサイズ
Ｘは１５ｍｍ程度が必要となる。つまり、プラテンロー
ラ１２が駆動用ＩＣ６に当らないようにするために、駆
動用ＩＣ６の実装位置を発熱体４から遠ざける必要があ
るためである。

（目的） 本発明はサーマルヘッドその他の長尺電子装置であって
ダイレクトドライブ形式のものにおいて。

基板サイズ（幅）を小さくし、小型で、生産性が高く、
かつ、生産コストの低い長尺電子装置を提供することを
目的とするものである。

（構成） 本発明の長尺電子装置では、基板の機能素子が形成され
る部分は駆動用ＩＣが実装される部分に比べて、実装さ
れた駆動用ＩＣの高さ以上に隆起し、かつ、その隆起部
の基板幅方向の断面形状が台形状になっている。

以下実施例について本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明をサーマルヘッドに適用した例を表わす
もである。

１４は絶縁性の基板の一例としてのセラミック基板であ
り、この基板１４の発熱体４が形成される部分は基板１
４の長手方向（紙面垂直方向）に沿って隆起部１６にな
っている。隆起部１６は基板幅方向の断面形状が台形状
をしている。

基板１４の少なくとも隆起部１６上にはガラス質のグレ
ーズ層が形成され、隆起部１６の頂面のグレーズ層上に
発熱体４が長手方向に沿って配列されるように形成され
ている。

６は駆動用ＩＣであり、第２図の場合と同様にしてフリ
ップチップ方式やワイヤーボンディング方式により基板
１４上に実装され、樹脂１０により封止されている。８
は信号入力用のフレキシブルプリント基板である。

基板１４の隆起部１６の高さΔｙは、駆動用工Ｃ６の実
装高さく樹脂１０の高さも含む）に相当する分以上が必
要である。通常、駆動用ＩＣ６のチップの厚みは０．４
〜０　、６　ｍ　ｍ程度であり、これに樹脂封止１０の
厚みやワイヤーボンディング時のワイヤーのループ高さ
などを考慮すると、実装高さｙは０．５〜２．０ｍｍ程
度になる。したがって、隆起部１６の高さΔｙは０　、
５〜２　、０　ｍ　ｍ以−゛　上が必要である。

また、隆起部１６の傾斜面には発熱体４と駆動用ＩＣ６
を接続するための電極を形成する必要があるので、この
傾斜面の角度θは４５″以下にすることが望ましい。

セラミック基板１４に隆起部１６を形成するには、例え
ばセラミック基板１４を板状に焼成した後、機械加工に
より研削して形成することができる。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）はサーマルヘッドなどの長尺電子
装置に駆動用ＩＣ６を実装する方式を表わしてｂ＃る。

同図（Ａ）はワイヤーボンディング方式、同図（Ｂ）は
フリップチップ方式、同図（Ｃ）はテープキャリア方式
である。２は基板、４は機能素子の一例としての発熱体
である。７はテープキャリアである。

これらの実装方式によれば、駆動用ＩＣ６を機能素子の
形成されている基板面と同一面に実装するため、基板の
サイズ（幅）が小さくならない欠点がある。

第４図は基板のサイズを小さくする一例を表わしたもの
である。

第４図の例によれば、基板２に対し発熱体４のような機
能素子を基板２の表面に配列し、駆動用ＩＣ６は基板２
の裏面に実装する。そして基板２の表面と裏面にそれぞ
れ電極パターンを形成し、両面の電極パターンの間は異
方性導電シート１８とフレキシブルプリント基板２０に
よって接続する。

第５図は基板２の表面の電極、裏面の電極及びフレキシ
ブルプリント基板２０の電極のそれぞれの関係を示した
ものである。基板２の表面の電極パターン２ａと裏面の
電極パターン２ｂ及びフレキシブルプリント基板２０の
電極パターン２０ａは接続部では同一ピッチのパターン
をもっている。

第６図は接続部の一部を表わしたものであり、基板２上
の電極２ａとフレキシブルプリント基板２０の電極２０
ａとの間に異方性導電シート１８が介在している。異方
性導電シート１８は矢印方向にのみ電気的に導通がとれ
る。

第７図は基板のサイズを小さくする他の例を表わす。発
熱体４などの機能素子は基板２上に形成され、駆動用Ｉ
Ｃ６はプリント基板２２上に実装されている。そして基
板２とプリント基板２２を貼り合わせ、基板２の電極と
プリント基板２２の電極の間は異方性導電シート１８−
１．１８−２を介してフレキシブルプリント基板２０に
より接続されている。

第８図は基板のサイズを小さくするさらに他の例を表わ
す、第７図の例と比較すると基板２とプリント基板２２
を貼り合わせることなく同一平面になるように広げたも
のである。

次に、カラープリンタ用のサーマルヘッドについて説明
する。第９図はシングルヘッド型の熱転写方式のカラー
プリントヘッドである。インクシート２６と被転写紙２
８を介してサーマルヘッド２４とプラテンローラ１２が
対向している。インクシート２６は１枚のベース上にシ
アン、マゼンタ及びイエローの３色がそれぞれ１ペ一ジ
分の領域に塗り分けられている。これを面順次方式とい
う。

この方式のカラープリンタで転写するには、被転写紙２
８とインクシート２６を同時に送って、まずシアンの部
分のインクをサーマルヘッド２４の発熱によって被転写
紙に転写する０次に被転写紙２８だけを巻き戻し、マゼ
ンタのインクの部分８と重ね合わせる。そしてさきにシ
アン色の印字をした上にマゼンタの印字を重ねる。

第１０図はマルチヘッド型の熱転写方式のカラープリン
トヘッドである。プラテンローラ１２の周囲に沿って３
本のサーマルヘッド２４−１〜２４−３が配置され、そ
れぞれのサーマルヘッド２４−１〜２４−３と被転写紙
２８の間にシアン、マゼンタ、イエローの３色のインク
シート２６−１〜２６−３がパスをつくっている。した
がって、シアン、マゼンタ、イエローの各色の印字は、
それぞれ別のサーマルヘッド２４−１〜２４−３によっ
て行なわれ、被転写紙２８を巻き戻す必要がない。

このマルチヘッド型の欠点は、３本のサーマルヘッド２
４−１〜２４−３が必要なため高価になる点である。ま
た、原理的には各色の記録は３本のサーマルヘッド２４
−１〜２４−３で独立に、すなわち同時に行なうことが
できるが、現実にはサーマルヘッド２４−１〜２４−３
のサイズがあるため、１色の印字の相当の部分が終了し
た後でなければ次の色の印字を行なうことができない。

第１１図は第９図や第１０図のカラープリントヘッドで
使用されるサーマルヘッドの回路図である０発熱体４の
一端は共通電極Ｃに接続され、他端は選択電極を介して
駆動回路２８に接続されている。

第１０図のマルチヘッド型の場合、サーマルヘッドを３
個配置すればそれぞれの駆動回路２８も３個必要となり
、装置が高価になる。

第１２図はカラープリントヘッドの新しい例を表わすも
のである。第１３図はこのカラープリントヘッドの回路
を表わしている。

シアン、マゼンタ、イエローの各色の印字のためにそれ
ぞれサーマルヘッド３０−１〜３０−３が配置されてい
る。サーマルヘッド３０−１には１番目、４番目、７番
目・・・・・・の発熱体配列４−１設けられ、サーマル
ヘッド３０−２には２番目、５番目、８番目・・・・・
・の発熱体配列４−２が設けられ、サーマルヘッド３０
−３には３番目、６番目、９番目・・・・・・の発熱体
配列４−３が設けられている。

それぞれの発熱体配列４−１〜４−３の発熱体は、フレ
キシブルプリント基板３２−１〜３２−３によって１個
の駆動回路３４に接続されている。

第１３図に示すように、１番目、２番目及び３目の発熱
体はともに逆流防止ダイオード３６−１゜３６−２．３
６−３を介して１つの選択電極に合流した後、駆動回路
３４に接続され、それぞれの他端は相互に異なる共通電
極ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３に接続されている。４番目以降の発
熱体についても同様にして接続されている。

このように同一の共通電極に接続される発熱体及び逆流
防止用ダイオードを同一の基板上に形成した点に特徴が
ある。

このようにダイオードマトリクス方式で駆動回路３４を
接続することにより、被転写紙２８の巻戻しが不要で、
構成の簡単なカラープリントヘッドを実現することがで
きる。

なお、インクシートはシアン、マゼンタ、イエローの３
色の他にブラックを含めて４色とする場合もあるので、
その場合には４個の発熱体を１個のグループとしてダイ
オードマトリクスを組むことにより対応することができ
る。

第１４図ないし第１６図はカラープリントヘッドのさら
に新しい例を表わすものである。第１４図は表側からみ
た平面図、第１５図は第１４図のＡ−Ｂ線位置での断面
図、第１６図は内部のＩＣチップ配列を示す裏面図であ
る。

シアン用、マゼンタ用、及びイエロー用の各発熱体配列
４−１〜４−３は、同一のガラス基板３６上に互いに平
行に設けられている０発熱体配列４−１〜４−３の各発
熱体は、発熱抵抗体３８゜共通電極４０１選択電極４２
、保護膜４４からなり、各選択電極４２はガラス基板３
６にあけられたスルーホールを介して金属配ｖＡ４６に
よりガラス基板３６の裏側へ取り出されている。電極４
０゜４２は例えば銅と金の２層構造となっている。

各発熱体配列４−１〜４−３の金属配線４６にはスイッ
チング用ＩＣ４８Ｓ、４８Ｍ、４８Ｙの出力パッドが接
続され、スイッチング用ＩＣ４８Ｓ、４８Ｍ、４８Ｙの
入力パッドはガラス基板３６の裏面の電極５０に接続さ
れている。

スイッチング用ＩＣ４８３，４８Ｍ、４８Ｙ、金属配線
４６．電極５０は層間絶縁膜であるポリイミド樹脂層５
２によって埋め込まれ、電極５０はポリイミド樹脂層５
２のコンタクトホールを介して金属配線５４に接続され
ている。一方、ポリイミド樹脂層５２には孔５６があけ
られ、孔５６には駆動用ＩＣ５８が設けられ、金属配線
５４と駆動用ＩＣ５Ｂの間はテープキャリア６０により
接続されている。駆動用ＩＣ５８の入力側はテープキャ
リヤ６１を介して外部回路につながる配線に接続されて
いる。

金属配線５４．駆動用ＩＣ５８及びテープキャリア６０
はポリイミド樹脂層６２によって埋め込まれているとと
もに、ポリイミド樹脂層６２の裏面にはアルミニウム製
の支持台６４が接着されている。

駆動用ＩＣ５８としては５８−１〜５８−ｎのｎ個が配
列され、シアン用、マゼンタ用、イエロー用のそれぞれ
のスイッチング用ＩＣ４８８，４８Ｍ、４８Ｙもそれぞ
れｎ個ずつが配列されている。

１個の駆動用ＩＣ５８−ｓはシアン用、マゼンタ用及び
イエロー用のスイッチング用ＩＣ４８Ｓ−ｉ、４８Ｍ−
１及び４８　Ｙ　−ｉを制御する。各スイッチング用Ｉ
Ｃ４，８Ｓ−ｔ、４８Ｍ−ｔ、４８Ｙ−ｉはそれぞれ所
定数ずつの発熱体の通電を制御する。駆動用ＩＣ列５８
−１〜５８−ｎはスイッチング用ｒｃ列４８Ｓ−１〜４
８Ｓ−ｎ、４８Ｍ−１〜４８Ｍ−ｎ及び４８Ｙ−１〜４
８Ｙ−ｎを順次選択して動作させていくことにより、シ
アン用発熱体配列４−１．マゼンタ用発熱体配列４−２
及びイエロー用発熱体配列４−３を順次駆動していく。

（効果） 本発明によれば、発熱体が形成される部分が。

駆動用ＩＣが実装される部分よりも高くなっているので
、基板サイズを小さくすることができ、したがって、長
尺電子装置としても小型になり、かつ、生産性も高くな
り、また、コストも低くすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
のサーマルヘッドを示す断面図、第３図（Ａ）〜同図（
Ｃ）は駆動用ＩＣの実装方法を示す断面図、第４図は駆
動用ＩＣの実装方法の他の例を示す断面図、第５図は第
４図の接続部分の展開図を示す平面図、第６図は第４図
の接続部分の一部を示す断面図、第７図及び第８図はそ
れぞれ駆動用ＩＣの実装方法の他の例を示す断面図、第
９図及び第１０図はそれぞれ従来のカラープリントヘッ
ドを示す断面図、第１１図は第９図及び第１０図のカラ
ープリントヘッドの等価回路を示す回路図、第１２＠は
新規のカラープリントヘッドのサーマルヘッドの配置を
示す斜視図、第１３図は第１２図の等価回路を示す回路
図である。第１４図はカラープリントヘッドのさらに新
しい例を示す平面図、第１５図は第１４図のＡ−Ｂ線位
置での断面図、第１６図は同カラープリントヘッドの内
部のＩＣチップ配列を示す裏面図である。 ４・・・・・・機能素子としての発熱体。 ６・・・・・・駆動用ｒｃ、 １４・・・・・・セラミック基板。 １６・・・・・・隆起部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機能素子が形成された基板上に駆動回路用集積回
   路装置が実装された形式の長尺電子装置において、前記
   基板の機能素子が形成される部分は駆動回路用集積回路
   装置が実装される部分に比べて、実装された駆動回路用
   集積回路装置の高さ以上に隆起し、かつ、その隆起部の
   基板幅方向の断面形状が台形状であることを特徴とする
   長尺電子装置。