KR930011865B1 - 감열기록방식 및 감열기록헤드 및 감열기록헤드용 반도체장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

감열기록방식 및 감열기록헤드 및 감열기록헤드용 반도체 장치

제1도는 종래의 감열기록방식을 설명하기 위한 도면, 제1a도는 본 발명의 분할기록방식에 의한 기록패턴, 제1b도는 종래의 기록헤드의 발열부의 구성방법, 제1c도는 종래의 반도체 IC 탑재형 기록헤드의 회로, 제1d도는 종래의 분할기록방식을 사용한 스위칭 소자방식의 기록헤드의 발열부.

제2도는 본 발명의 감열기록방식을 설명하기 위한 도면, 제2a도는 종래의 분할기록방식에 의한 기록패턴, 제2b도는 본 발명에 의한 공통전극 분할방식의 기록헤드의 발열부의 구성방법, 제2c도는 본 발명에 의한 스위칭소자 방식의 기록헤드의 발열부의 구성방법.

제3도는 본 발명에 의한 반도체 IC의 회로구성예.

제4도는 본 발명에 의한 공통전극 분할방식의 기록헤드의 구체예를 설명하기 위한 도면, 제4a도는 공통전극분할 방식의 회로, 제4b도는 와이어 본딩기술에 의해 반도체 IC를 실장한 스위칭 소자방식의 기록헤드의 외관을 도시한 도면.

제5도는 본 발명에 의한 스위칭 소자방식의 기록헤드의 구체예를 설명하기 위한 도면, 제5a도는 스위칭소자방식의 회로, 제5b도는 TAB방식에 의해 반도체 IC를 실장한 공통전극 분할방식의 기록헤드의 외관을 도시한 도면.

제6도는 본 발명에 의한 발열체의 태열방향의 기록밀도를 성기게 하는 기록속도의 향상방법을 설명하기 위한 도면, 제6a도는 통상의 기록에 의한 기록패턴, 제6b도는 본 발명 기록헤드를 사용한 종래의 간략기록방법에 의한 기록패턴, 제6c도는 본 발명에 의한 신규 간략기록방법에 의한 기록패턴.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발열체 2 : 공통전극

2a : 공통전극리이드 2b, 3b, 3c : 다층배선용 도체

3 : 개별전극 3a : 개별전극 리이드

4 : 트랜지스터 5 : 기록신호출력용 트랜지스터

6 : 발열체가열용전원 6s : 가열전원절환용 스위치 회로

7 : 반도체 IC용 전원 8 : 발열체 구동회로를 형성한 실리콘칩

11 : 시프트레지스터 12 : 래치회로

13 : 게이트회로 20, 30 : 반도체 IC

40 : 금속제 헤드기대 50 : 발열체기판

51 : 열 및 전기적절연층 51a, 51b : 관통구멍

60 : 다층배선용프린트기판 70 : 박막

본 발명은 감열기록용 헤드의 고밀도화 및 저가격화에 유용한 기록헤드의 구성방법에 관한 것이다.

감열기록방식의 기록부는 직렬프린터 방식 또는 라인프린터 방식으로 구성된다.

직렬프린터 방식의 기록부에 사용되는 기록헤드의 발열체수는 많아야 100개 정도이나, 라인프린터 방식의 기록부에는 수천개의 발열저항체를 일렬로 배열한 기록헤드가 필요하게 된다. 이와 같은 다수의 발열체를 기록신호에 따라서 가열하기 위하여,

1, 다이오우드·매트릭스형의 기록헤드가 개발되었다. 이 기록헤드는 팩시밀리에 사용되어 감열기록방식의 발전의 계기가 되었다. 다이오우드·매트릭스형의 기록헤드는 32∼64개의 발열체를 단위로해서 기록을 행하기 때문에, 1라인기록에 수백 mSec의 시간을 요하였다. 이 때문에 동시에 다수의 발열저항체를 가열하므로서 1라인의 기록시간을 수 mSec로 단축하는 방식으로서,

2. 다이리스터·어레이형

3. 반도체 IC 탑재형의 2가지 기록헤드가 고안되었으나, 현재의 감열기록 방식에는 대부분 반도체 IC탑재형 헤드가 사용되고 있다.

이와 같은 기록헤드의 개량과 함께 기록지와 헤드의 접촉·기록지의 이송방법등의 기록부의 구성방법, 발색형 감열기록지의 개량, 전사형 기록지의 개발등에 의해 감열기록방법은 보수와 취급이 용이한 기록방법으로서 시장에 정착하여, ⓐ발색형 감열기록지를 사용하는 팩시밀리 및 각종 프린터 ⓑ열용융형 혹은 승화형의 전사지와 수상지를 사용하는 단색프린터, 다색 또는 플컬러프린터 등에 응용되고 있다.

제1도에 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드에 의한 기록패턴, 발열부의 구성방법 및 기록헤드전체의 회로예를 도시한다.

제1a도는 일렬로 배열한 18개의 저항체를 3분할하여 기록을 행할 경우의 종래 기록헤드에 관한 기록패턴의 예로서, 도면중의 1개의 정방형은 1개의 기록도트에 대응하고, 정방형속의 숫자는 발열체의 가열을 위한 분할방법과 가열(=기록) 순서를 표시한다.

종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드는 제1a도에 도시한 바와 같이 인접하는 6개의 저항체를 단위로 해서 18개의 저항체를 3회로 분할하여 기록을 행한다. 18개의 발열체가 완전히 일렬로 배치되어 있기 때문에 분할기록에 의해 1회째의 기록도트에 대하여 2, 3회째의 도트는 기록지의 주행방향으로 조금 기록위치가 어긋난다.

제1b도에 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드의 발열체부의 구성방법을 도시한다.

제1b도에 있어서 (100)은 종래의 기록헤드의 발열부의 전체이며, (1)은 발열체, (2)는 공통전극, (3)은 개별전극이다. 또한 (4)는 트랜지스터, (6)은 발열체 가열용 전원이며, (20)은 반도체 IC이다.

이 도면에 도시한 바와 같이 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드의 발열부는 일렬로 배열한 각 발열체 (1)의 한쪽 끝에 반도체 IC의 트랜지스터(4)의 콜렉터를 접속하여 각 발열체의 다른쪽끝과 각 트랜지스터(4)의 이미터 단자에 발열체 가열용 전원(6)을 접속하고, 전체발열체를 그 배열순서대로 N회로 나누어 기록을 행한다. 즉, 제1b도에 있어서 최초로 오른쪽에서부터 헤아려서 1∼6번째의 발열체(1)에 접속된 트랜지스터(4)를 on으로 하는 기록신호를 반도체 IC(20)에 인가하고, 계속해서 마찬가지의 조작에 의해 7∼12번째 및 13∼18번째의 발열체를 가열하므로서 제1a도의 N=3의 1라인의 분할기록패턴을 얻는다.

제1c도는 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드 전체의 회로예를 도시한 것으로서, (101)은 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드의 회로, (7)은 반도체 IC용 전원, (20)은 종래의 반도체 IC전원의 회로이며, 반도체 IC(20)는 기록신호전송용 시프트레지스터(11)와, 기록신호를 일시적으로 축적하는 래치회로(12)와, 래치회로의 기록신호를 출력하는 게이트회로(12)와, 기록신호출력(발열체 가열)용 트랜지스터(4)로 이루어진다. 반도체 IC(20)의 각 단자와 18개의 저항체(1)를 도시한 바와 같이 접속하여, 기록헤드의 동작용단자(101a)(101c)∼(107)를 형성하고 단자(104)(105)에 반도체 IC용 전원(7)을 접속한다.

이 기록헤드는 단자(101a)에 1라인의 기록신호를 입력하고, 단자(101b)의 클록신호에 의해 18개의 시프트레지스터회로(11)안에서 이 기록신호를 순차전송하고, 단자(102)의 래치신호에 의해 전송한 기록신호를 18개의 래치회로(12)에 일시적으로 축적한다.

다음에 단자(103a)에 입력되는 게이트신호에 의해 오른쪽에서부터 헤아려서 6개의 트랜지스터(4)가 래치회로에 측적된 기록신호에 대응하여 도통하고, 도통한 트랜지스터(4)에 접속된 6개의 발열체(1)가 단자(106)(107)에 접속된 발열체 가열용전원(6)에 의해 가열된다. 계속해서 단자(103b) 및 (103c)에 인가되는 게이트신호에 의해 7에서부터 12번째 및 13에서부터 18번째까지의 발열체가 가열되어 제1도의 1라인의 분할기록이 종료된다.

이 1라인의 가열시간은 다음의 1라인의 기록신호가 단자(101a)에 입력되어 각 라인마다의 분할기록이 계속적으로 행하여진다. 또한 (104)(105)는 기록헤드의 반도체 IC용 전원단자이다.

이제까지 개발된 상기 3종류의 기록헤드

1. 다이오우드·매트릭스형

2. 다이리스터·어레이형

3. 반도체 IC 탑재형

은 발열체에 접속되는 반도체 장치에 의해 구체적 회로구성이 다르다.

그러나 제1a도 및 제1b도를 사용하여 설명한 발열체의 가열순서는 이들 3가지의 헤드에 공통되는 방식이다.

제1b도의 발열부의 구성방식의 과제는 발열저항체와 반도체장치(다이오우드. 어레이, 다이리스터. 어레이 또는 반도체장치의 출력트랜지스터. 어레이)의 1 : 1의 고밀도 리이드선의 접속이 필요하다는 것이다. 즉, 제1b도의 발열체 가열방식의 기록헤드는 발열체의 배열밀도가 세밀해지면 제조가 곤란해진다.

이런 이유에 의해서 현재

①고밀도 감열기록헤드와 제조는 16도트/㎜가 한계로 되어 있다. 이 과제를 해결하기 위하여 발열체의 반도체 IC의 회로를 박막형성 기술에 의해 동시에 형성하는 일이 시도되고 있으나 아직 실용화는 되고 있지 않다. 또, ②헤드의 구조 및 제조기술의 개량에 의한 반도체 IC탑재형 기록헤드의 가격저감의 노력에 있어서도, 발열체와 반도체 장치의 고밀도의 리이드선의 접속은 큰 장해가 되고 있다.

본 발명은 기록헤드에 필요한 반도체 장치의 수 및 발열체와의 접속 밀도를 저감하므로서 ①고밀도 기록헤드의 실현 ②기록헤드의 가격저감을 주요목적으로서 고안된 것이다.

즉, 본 발명의 제1목적은 종래의 헤드 제조기술에 의해 제조가 가능한 16도트/㎜이상의 고밀도 감열기록용헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 통상 가장 많이 사용되는 6∼12도트/㎜의 기록헤드의 제조비용을 저감하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 본 발명에 의한 기록헤드를 사용하여 발열요소의 배열밀도보다 밀도가 성긴 기록을 행하므로서, 기록시간을 단축하는 기록방식을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 있어서는 신규 발열체의 분할기록방식, 즉 ①인접하는 N개의 발열체로부터 순차적으로 각1개씩 발열체를 선택하여, 발열체를 N개의 무리로 분할하는 수단 ②각 무리의 발열체를 동시에 가열하는 수단에 의해 일렬로 배열한 발열체를 N개의 무리로 분할하여 기록을 행한다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.

제2a도에 본 발명에 의한 분할기록방식에 의해 일렬로 배열한 18개의 저항체를 3분할하여 기록을 행할 경우의 1라인의 기록패턴을 도시한다. 도시한 방법은 제1a도와 동일하다.

본 발명에서는 제2a도에 도시한 바와 같이 최초로 왼쪽에서부터 헤아려서 1, 4, 7, 10, 13, 16번째의 기록을 행하고, 계속해서 마찬가지의 분할기록을 2회 반복하여 1라인의 기록을 종료한다.

이 기록순서에 의해서 1개의 선을 기록할 경우, 종래의 기록방식보다도 기록도트위치 어긋남이 두드러지기 쉽다. 이 위치 어긋남은 기록지의 주행방향으로 발열체를 어긋나게 하여 배치하므로서 방지할 수 있다.

제2a도의 분할기록을 행하기 위한 본 발명에 의한 2개의 발열부의 구성을 제2b 및 c도에 도시한다.

제2b도는 본 발명에 의한 공통전극분할방식의 발열부(200)를 도시한 것으로서, 이 발열부는 발열체(1)를 일렬로 배열하여, ① 인접하는 3개의 발열체로부터 순차적으로 1개씩 선택된 발열체의 한쪽 단자를 전기적으로 공통으로 접속한 3개의 공통전극(206a)(206b)(206c)와, ② 인접하는 N개의 발열체마다 그 다른쪽의 단자를 공통 접속한 복수개의 개별단자(3)을 형성하므로서 구성된다.

이 기록헤드는 가열전원 절환용스위치 회로(6S)에 의해 ③ 3개의 공통전극(204a)(204b)(204c)에 순차적으로 발열체 가열용전원(6)을 접속하고 ④ ②의 조작에 동기해서 각 개별단자(3)에 접속되는 트랜지스터를 기록신호에 의해 ON, OFF한다. 그럼으로서 제2a도의 기록을 행한다.

제2c도는 본 발명에 의한 스위칭소자방식의 발열부(300)를 도시한 것으로서, 이 발열부는 복수쌍의 발열체(1)와 스위칭소자(5)(예를 들면 전계효과형 트랜지스터)를 일렬로 배열하여, ① 발열체(1)의 한쪽 단자를 전기적으로 공통으로 접속한 공통단자(306) ② 발열체(1)의 각 다른쪽 끝에 스위칭소자(5)의 각 한쪽끝을 접속하는 동시에, 인접하는 3개의 스위칭소자의 각 다른쪽끝을 공통으로 접속한 복수개의 개별단자(3) ③인접하는 3개의 스위칭소자(5)로부터 순차적으로 각 1개씩 선택된 스위칭소자(5)의 스위칭신호단자를 3개의 도체에 각각 공통으로 접속한 발열체의 분할기록신호입력단자(303a)(303b)(303c)를 형성하므로서 구성된다.

이 기록헤드는 ④공통단자(306)에 발열체가열용전원(6)을 접속하고 ⑤3개의 스위칭단자(303a)(303b)(303c)에 순차 입력되는 분할기록신호에 의해 발열체군을 순차 선택하여 이 분할기록신호와 동기한 기록신호에 의해 개별전극(3)에 접속된 반도체 IC의 트랜지스터를 ON, OFF한다.

그럼으로써 제2a도의 기록을 행한다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 분할기록방식의 기록헤드를 구성하기 위해서는 반도체 IC의 안에 발열체와 동수의 트랜지스터(4)가 필요하다.

이에 대해서 본 발명에 의하면 이 트랜지스터수가(1/분할기록수)로 삭감된다.

이와 같이 종래의 기록헤드의 구성방법보다도 대폭적으로 트랜지스터의 수를 삭감하므로서 본 발명이 주요 목적으로 하는 고기록밀도와 기록헤드의 가격저감이 가능해진다.

상기한 바와 같이 감열기록방식에 있어서 반도체 IC탑재형 기록헤드가 주류를 이룬 것은, 이 기록헤드의 전체발열수의 다소에 관계없이

1라인기록시간=분할기록회수×발열체 가열펄스폭

으로 하므로서 기록시간이 단축되게 된다. 따라서, 분할 기록수를 극단적으로 많게 하는 것은 실용적이지 못하나, 기록품질이 균일화 및 발열체의 수명을 보증하기 위하여

N=3∼5

의 분할기록에 의해 발열체 가열펄스폭의 3∼5배의 기간, 발열체를 냉각하는 것이 필요하다. 따라서 구체적인 기록헤드의 설계예로서

분할기록회수 N=4

발열체와 출력회로의 리이드=8개/㎜로 하므로서 종래의 제조기술에 의해 제2b도의 구성의 32도트/㎜의 기록헤드를 제조할 수 있다.

또, 통상 가장 자주 사용되는 8㎜12도트/㎜의 기록헤드의 제조에 있어서, ①반도체 IC의 수 ②발열체와 반도체 IC와의 리이드 접속개수가 1μ로 삭감되므로서 기록헤드가격이 저감된다.

또한, 참고적으로 제1d도에 종래의 분할기록방식을 사용한 스위칭소자방식의 발열부(100A)의 구성을 도시한다. 이 각 단자의 기능은 제2b도와 동일하므로 동일번호를 붙이고 설명은 생략한다.

제1d도로부터 알 수 있는 바와 같이 종래에 발열체의 분할기록방식에서는 복수개의 개별단자(3)에 접속되는 발열체의 위치가 발열체의 전체폭에 걸쳐서 분산되고 있기 때문에, 발열체수가 많아지면 개별단자를 형성하기 위한 리이드선의 접속이 비약적으로 복잡화하여 구체적 헤드 구성이 곤란해진다.

이와 같이 본 발명의 제2a도의 분할기록방식은 반도체 IC의 수와 반도체 IC의 리이드 접속개수를 삭감하기 위하여 불가결한 방법이 되고 있다.

[실시예 1]

반도체 IC

본 발명의 기록헤드는 종래의 반도체 IC(20)를 사용하여 구성할 수 있다. 그러나 이 기록헤드에서는 기록헤드의 외부에서 기록신호의 전송순서를 변경하는 일이 필요하게 된다.

제3도에 기록헤드의 내부에서 종래의 기록헤드용 기록신호의 순서를 변경해서 제2b도의 순서에 의해서 발열체를 가열하도록 구성된 본 발명에 의한 반도체 IC의 회로예를 도시한다. 제3도에 있어서 (30)은 본 발명에 의한 반도체 IC의 회로전체이며, 이 반도체 IC의 종래의 반도체 IC와 마찬가지로 기록신호 전송용 시프트레지스터(11)와, 기록신호를 일시적으로 축적하는 래치회로(12)와, 래치회로의 기록신호를 출력하는 게이트회로(12)와, 기록신호출력(발열체 가열)용 트랜지스터(5)로 이루어진다.

이 반도체 IC는 3개의 기능

①1라인의 가열기간내에 다음의 1라인의 기록신호를 단자(31a)에 입력하여, 단자(31c)의 클록신호에 의해 9개의 시프트레지스터회로(11)안에서 기록신호를 순차 전송하고, 이 기록신호를 단자(31b)에 출력하는 기능

②단자(32a)의 래치신호에 의해 이 기록신호를 18개의 래치회로(22)에 일시적으로 축적하는 기능

③단자(33a)(33b)(33c)의 게이트신호에 의해

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의 기록신호를 6개의 트랜지스터(4)에 출력하는 기능을 가지도록 구성되어 있다.

또한 (34)(35)는 반도체 IC의 전원단자이며, (37)(38)은 트랜지스터의 이미터 및 콜렉터단자이다.

반도체 IC(30)의 칩사이즈는 각 회로의 수가 많아지기 때문에 다소 커지나, ⓐ트랜지스터의 점유면적이 크기 때문에 칩사이즈의 증가가 적어도 되는 것 ⓑ기록헤드에 필요한 반도체 IC가 1/N이 되는 것에 의해 본 반도체 IC는 실용성이 있다.

[실시예 2]

공통전극분할방식의 기록헤드

본 실시예에서는 와이어본딩 기술에 의해 반도체 IC(30)를 실장한 본 발명에 의한 공통전극분할방식의 기록헤드에 대하여 설명한다.

제4a도는 반도체 IC(30)를 사용한 본발명에 의한 공통전극분할방식의 기록헤드의 회로구성예(200)를 도시한 것으로서 반도체 IC(30)의 각 단자와 18개의 저항체(1)를 도면과 같이 접속하여 기록동작용단자(201a)(201c)∼(207)를 형성한다.

제4a도의 기록헤드는 ①1라인의 가열기간내에 다음의 1라인의 기록신호를 단자(201a)에 입력하여 단자(201b)의 클록신호에 의해 18개의 시프트레지스터회로(11)안에서 이 기록신호를 순차 전송하고 ②이 기록신호를 단자(202)의 래치신호에 의해 18개의 래치회로(12)에 일시적으로 축적하고 ③단자(204a)(204b)(204c)를 절환스위치회로(6S)에 의해 발열체 가열전원에 순차 접속하고 ④이 절환동작에 의해 게이트회로(13)에 입력되는 게이트신호에 의해 6개의 트랜지스터(4)를 ON, OFF시켜서 오른쪽에서부터 헤아려서

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3, 6, 9, 12, 15, 18번째

의 발열체(1)를 각각 동시에 가열한다.

그럼으로서 각 라인마다의 분할기록을 계속적으로 행한다.

제4a도의 기록헤드는 3개의 공통전극(204a)(204b)(204c)와 게이트신호단자(33a)(33b)(33c)를 각각 공통으로 접속하므로서 스위치회로(6S)에 의한 발열체 전원에의 절환접속과 게이트신호의 절환 조작의 동기를 취할 수 있도록 회로구성을 하고 있다. 저항(6R)은 이 공통접속에 의한 동기를 위한 게이트신호의 전압레벨조정용 저항이며, 또 (205)는 발열체가열전원용단자, (206)(207)은 반도체 IC 전원용 단자이다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 실시예의 기록헤드는 기록신호의 입력순서가 다르다는 것 이외에는 종래의 반도체 IC탑재형 기록헤드와 마찬가지로 작동시킬 수 있다.

제4b도에 와이어 본딩 기술에 의해 반도체 IC를 실장한 기록헤드(200)의 구체적 구조예를 도시한다.

제4b도에 있어서, (200A)는 기록헤드의 전체도, (200T)는 기록헤드와 단자군이며, (1)은 일렬로 배열된 발열체, (2a)는 발열체의 공통전극리이드이다. 또한 (26)는 발열체의 공통전극을 형성하기 위한 다층배선용 도체이며, (3a)는 발열체의 개별전극리이드, (3b)(3c)는 반도체 IC의 구동단자의 다층배선부를 형성하기 위한 다층배선용 도체, (50)은 발열체기판이며, (51)은 열 및 전기적 절연층이고, (8)은 발열체 구동회로를 형성한 실리콘 칩이다. 또한 도면을 알기 쉽게 하기 위하여 발열체를 감열 기록지와의 접촉 마모로부터 보호하기 위한 내마모층은 도시하지 않고 있다.

제4b도의 기록헤드(200A)는 발열체기판(50)의 위에 열 및 전지적 절연층(예를 들면 20∼미크론의 유리층(51)을 형성하고, 이 위에 박막형성 기술에 의해서 발열체층과, 공통전극 및 개별전극용 리이드층을 형성하고, 패터닝에 의해 일렬로 배열된 발열체(1), 발열체의 공통전극리이드(2a), 발열체의 개별전극리이드(3a), 다층배선용 리이드(3b)를 형성한다.

발열체기판(50)과 열 및 전기적 절연층(51)의 사이에는 각 발열체의 공통전극이 되는 3개의 도체(2b)가 형성되어 있으며, 유리층에 형성된 관통구멍(51a)을 개재해서 각 공통전극용 리이드(2a)는 3개 걸려서 이 도체(2b)에 접속된다.

한편, 각 발열체의 개별전극용 리이드(3a)는 3개마다 전기적으로 공통이 되도록 패턴형성되고, 그 끝부분은 반도체 IC안에 형성된 각 트랜지스터의 접속부가 된다.

이 각 트랜지스터의 접속부로부터 반도체 IC의 길이보다 조금 긴 간격을 두고, 각 반도체 IC의 구동단자를 모아서 기록헤드로서의 단자를 형성하기 위한 다층배선용 리이드(3b)도 발열체의 전극용 리이드(2a)(2b)와 동시에 박막형성기술에 의해 패턴형성된다. 이 다층배선용 리이드(3b)는 발열체의 공통리이드와 마찬가지로 유리층에 형성된 관통구멍(51b)을 개재해서 반도체 IC의 동작단자의 다층배선용 도체(3c)와 전기적으로 접속된다.

개별전극용 리이드(3a)와 다층배선용 리이드(3b)와의 스페이스에는 반도체 실리콘 칩(8)이 접착되고, ㉮발열체의 개별전극(3a)과 각 반도체 IC의 트랜지스터의 패드부, ㉯반도체 IC의 구동단자의 패드부와 다층배선용 리이드(3b)와의 사이는 각각 와이어 본딩기술에 의해 금선(9)에 의해서 접속되고, 제6b도에 도시한 주요부분의 전기적 결선이 완료된다. 또 제6도에는 도시하지 않고 있으나, 발열체의 형성 프로세스를 이용하여 발열체기판(50)의 위에 제6b도에 게이트신호의 전압레벨 조정용 저항(6R)을 만드는 것도 가능하다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 기록헤드는 종래기술에 의해 용이하게 제조할 수 있다.

또 이 기록헤드의 구조는 제조공정의 간략화 및 제조비용의 저감을 위하여

①발열체 하부의 절연층과, 다층배선용 리이드(3b)와 도체 사이의 전기적 절연층을 별도 재료로 할 것.

②기록헤드의 단자군(200T)으로부터 가요성 필름을 개재해서 코넥터에 접속하기 위한 반도체 IC의 다층배선부 형성용 도체층의 패턴형상의 변경.

③발열체의 공통전극과 게이트신호용 리이드를 공통접속해서 기록헤드로서의 리이드 수를 삭감할 것.

등의 개량을 행할 수 있다. 또, 본 실시예를 참고로 해서 다른 반도체 IC의 실장기술을 사용한 기록헤드구조에 의한 헤드의 제조도 가능하다.

[실시예 3]

스위치 소자방식의 기록헤드

본 실시예에서는 TAB방식(Tape-Automated-Bonding)에 의해 반도체 IC를 실장한 스위칭소자 방식의 기록헤드에 대하여 설명한다.

제5a도는 본 발명에 의한 스위칭소자 방식의 기록헤드의 헤로에 (300)를 도시한 것으로서 (301a)(301c)∼(307)은 기록동작용 단자이다.

제5a도의 기록헤드는 1라인의 가열기간내에 다음의 1라인의 기록신호를 단자(301a)에 입력하여 단자(301b)의 클록신호에 의해 18개의 시프트레지스터호로(11)안에서 이 기록신호를 순차 전송하고, 이 기록신호를 단자(302)의 래치신호에 의해 18개의 래치회로(12)에 일시적으로 축적하고, 3개의 단자(308a)(308b)(308c)에 순차 분할기록 발열체 선택용 신호를 인가해서 6개의 트랜지스터(5)를 ON/OFF시켜서 3회의 분할기록에 의해 제2a도에 기록을 행한다.

제5a도의 단자(308a)(308b)(308c)는

①분할기록 발열체 선택기능

②래치회로에 축적된 기록신호의 출력

의 2가지 역할을 갖도록 회로를 구성하고 있다.

저항(6R)은 이 공통접속에 의한 동기를 위한 게이트신호의 전압레벨조정용 저항이다.

트랜지스터(4)와 스위칭소자(5)의 스위칭 특성의 차가 문제가 될 경우는 2가지 기능을 분리한 회로 구성으로 할 수 있다.

이 2가지 기능을 분리한 단자를 가진 기록헤드에서는

각 발열체군의 선택기간〉게이트신호의 펄스폭

즉 각군의 가열시간이 일부 겹치는 것과 같은 특수한 발열체의 가열을 행할 수도 있다.

또한 (304)(305)는 발열체 가열전원용 단자이며, (306)(307)은 반도체 IC전원용 단자이다.

제5a도의 기록헤드는 ⓐ박막형성 기술에 의해 발열체와, 비결정실리콘 박막의 전개효과형 트랜지스터 작성 및 제2c도의 고밀도결선을 행하는 공정, ⓑ종래의 실장기술을 사용하여 전개효과형 트랜지스터와 반도체 IC를 접속하는 공정에 의해, 제조할 수 있다.

또, 공정(a)에 있어서 전개효과형 트랜지스터의 출력저항을 발열체로 하므로서 이 기록헤드의 제조공정은 한층 간략화된다.

이 방법에 의하면, ①저항체의 형성을 생략할 수 있다. 또, 전개효과형 트랜지스터와 발열체를 병용할 경우에는 불필요한 전력소비를 작게하기 위하여 전개효과형 트랜지스터의 출력저항을 발열체의 10분의 1이하로 하는 것이 요구되나, 이 방법에서는 ②전개효과형 트랜지스터의 출력저항=발열체 저항치, 가 되고, 전개효과형 트랜지스터의 출력저항치에 대한 제한이 완화된다. 또 이 2종류의 기록헤드의 회로구성은 완전동일하다.

제5b도에 전개효과형 트랜지스터의 출력저항을 발열체로 하고 TAB방식(Tape-Automated-Bonding)에 의해 반도체 IC를 실장한 기록헤드의 외관을 도시한다.

제5b도는 TAB방식에 의해 반도체 IC를 실장한 기록헤드의 외관(300A)를 도시한 도면이며, (8)은 반도체 IC를 형성한 실리콘 칩, (40)은 금속제헤드기대, (50)은 발열체기관이며, (60)은 다층배선용 프린트기판이다.

발열체기판(50)의 위에는 다음의 각 프로세스에 의해

(프로세스 1)

전개효과형 트랜지스터의 스위칭신호 단자를 3개 걸러서 공통 접속한 3개의 발열체 분할기록신호용 리이드(308a)(308b)(308c)

(프로세스 2)

유전체층 및 비결정 실리콘층의 2층으로 이루어진 박막(70)

(프로세스 3)

전개효과형 트랜지스터의 드레인 전극 및 드레인 공통으로 접속한 1개의 공통전극리이드(2), 인접하는 3개의 전개효과형 트랜지스터의 다른쪽의 소오스단자를 접속한 복수개의 개별전극리이드(3), 가 형성된다. 3개의 스위칭신호 입력단자용 리이드(308a)(308b)(308c)의 위에 형성되는 공통전극리이드(2) 및 개별전극리이드(3)는 유전체층 및 비결정실리콘층의 2층으로 이루어진 박막(70)에 의해 전기적으로 절연되고 있다. 도면을 알기 쉽게 하기 위하여, 3개의 전개효과형 트랜지스터를 (5)로서 도시하는 동시에 감열기록지와의 접촉마모로부터 보호하기 위한 내마모층은 도시하지 않고 있다.

발열체기판(50)과 함께 금속제헤드기대(40)에 지지되는 다층배선용 프린트기판(60)에는 반도체 IC의 기록신호용 단자, 전원단자, 발열체 가열전원단자를 모으는 리이드로 이루어진 기록헤드의 단자군(300T)이 형성된다.

반도체 IC(30)를 형성한 실리콘칩(8)에는 TAB방식의 ILB기술(Inner-Lead-Bonding)에 의해 폴리아미드수지의 필름(8e)의 위에 유지된다.

직선형상 및 L형상의 리이드선군(8a)(8b)가 반도체 IC의 트단자 및 반도체 IC의 동작단자에 접속된다. 직선형상 및 L형상의 리이드선군(8a)(8b)의 각 다른쪽 끝은 TAB방식 OLB기술(Outer-Lead-Bonding)에 의해 각각 ①전개효과형 트랜지스터의 소오스단자를 접속한 복수개의 개별전극리이드(3), ②기록헤드의 단자군(300T)을 구성하는 리이드군, 에 접속된다. 또 폴리아미드수지의 필름(8e)에 지지되는 4개의 리이드(8c)에 의해, ③전개효과형 트랜지스터의 드레인의 공통전극 리이드(2), ④3개의 전개효과형 트랜지스터의 스위칭 신호단자(308a)(308b)(308c)도 기록헤드의 단자군(300T)를 구성하는 리이드군에 접속되어 제5a도의 회로구성의 기록헤드의 전기적 결선이 완료된다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 기록헤드는 전개효과형 트랜지스터 이외에는 종래기술에 의해 제조할 수 있다.

또 본 실시예를 참고로 해서 반도체 IC의 실장기술로서 현재 가장 많이 사용되고 있는 와이어 본딩기술 혹은 이 이외의 실장기술을 사용해서 기록헤드를 제조할 수도 있다.

[실시예 4]

발열체의 배열방향의 기록밀도를 성기게 하는 기록속도의 향상방법

본 발명에 위한 통상의 기록에 있어서는, 발열체의 배열밀도를(분할기록회수분의 1로)균일하게 성기게 한 기록을 분할기록하는 회수만큼 반복하여 1라인의 기록을 행한다.

이 분할 기록방식에 의해

1라인의 기록=1회의 분할 기록

으로 하는 기록속도의 향상을 위한 신규 간략기록을 행할 수 있다.

제6a도∼제6c도에 본 발명에 의한 3가지 기록패턴을 도시한다. 도면의 1개의 사각은 1개의 기록도트에 대응한다.

제6a도는 통상의(가장 세밀한) 기록에 의한 기록도트의 분포를 도시한 도면이다. 제2a도, 제4도에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 통상의 기록은 최초의 1라인을 도면의 사각형 속에 기입한 번호의 순서에 따라서 기록하는 것을 반복하여 기록을 행한다.

종래의 기록헤드에서는 발열체의 배열순서대로 발열체를 분할기록회수분의 1로 분할해서 1라인의 기록을 행한다. 이 때문에 기록지의 이송방향에 대하여 복수라인의 기록정보를 1라인의 기록으로 대표시키는 것을 반복하는 간략기록에 의해 기록속도를 향상하는 방식이 사용되고 있다.

제6b도는 종래의 간략기록 즉 3라인분의 기록정보를 1라인의 기록으로 표시하고, 그 기록시간을 3분의 1로 단축한 기록에 의한 도트의 분포로서 1 및 4라인의 기록도트를 도시하고 있다.

본 발명에서는 이밖에 종래의 분할기록 방식에서는 불가능한 간략화 기록방법이 가능하며, 이 간략화 기록방법에 의한 기록도트의 분포를 제6c도에 도시한다.

제6c도는 1라인째의기록을 1번째의, 2라인째의 기록을 2번째의, 3라인째의기록을 3번째의 분할기록으로 대표시켜서, 기록시간을 9분의 1로 단축한 기록에 의한 패턴으로서 1∼6라인의 기록도트가 도시되어 있다.

제6c도의 이 간략화 기록방법은 기록면의 주주사방향(발열체의 배열방향) 및 부주사방향(기록지의 이송 방향)의 양방향의 정보를 균일하게 간략화 할 수 있는 점에 특징이 있다. 예를 들면 16도트/㎜의 4분할기록용 헤드를 사용해서 4, 8, 16도트/㎜의 기록을 행할 수 있다.

이 간략기록방식의 특징은 그 기록시간을 8도트/㎜일 경우 1/2×1/2=1/4, 4도트/㎜일 경우 1/4×1/4=1/16으로 단축할 수 있는 것이다.

종래의 분할기록방식에서는 부주사방향의 기록밀도의 삭감만으로 기록시간을 단축하고 있기 때문에, 16분의 1의 기록시간의 단축은 기록화질의 열화가 극단적으로 되어 실용적이지 못하다. 이에 대하여, 상기 16도트/㎜의 헤드에 의한 4도트/㎜의 간략화 기록에서는 기록화상의 전체적인 농도의 저하를 방지하기 때문에 1도트당 기록에너지를 크게 해서 기록도트 사이즈를 커지도록 하면 실용적인 기록을 행할 수 있다. 이와 같은 간략화 기록방밥은 팩시밀리의 단시간 송신 혹은 고밀도 기록헤드를 사용한 컬러화상 프린터의 시험인쇄등의 기록에 있어서 유용한 방법이 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 일렬로 배열한 발열체를 인접하는 발열체가 다른 무리에 속하도록 복수개의 무리로 분할하고 각 무리마다 가열을 반복하여 기록을 행하는 신규 분할기록방식을 채용하므로서

① 발열체를 선택 가열하는 반도체 IC의 수와, 발열체와의 리이드선 접속밀도를 저감하여 종래기술에서는 곤란한 16도트/㎜이상의 고밀도 기록헤드를 제조하는 것.

② 기록헤드 전체의 반도체 IC의 수를 저감하여, 기록헤드를 저가격화하는 것, 을 가능하게 한 것이며,

③ 공통전극분할방식 및 스위칭소자 방식의 2가지 구체적인 기록헤드의 구성방법을 제공하는 것.

④ 기록신호의 입력순서를 본 발명의 분할기록방식에 적합한 기록순서로 변경하는 반도체 IC의 구성방법을 예시하는 것.

⑤ 발열체의 배열밀도보다도 밀도가 성긴 기록을 행하므로서 기록시간을 단축하는 신규 간략화 기록방식을 제공하는것, 등에 의해 감열기록방식의 관련 기술의 향상에 기여하는 것이다. 이들 효과에 의해 본 발명은 금후의 감열기록 방식의 발전에 도움이 되고, 공업적으로 큰 가치가 있다.

Claims (7)

1. 일렬로 배열한 복수개의 발열체에 의해 기록을 행하는 감열기록방식에 있어서, ① 인접하는 N개의 상기 발열체로부터 각1개씩 상기 발열체를 선택하여 상기 발열체를 N개의 무리로 나누어서 이 각 무리를 순차 선택하는 수단과, ② 이 선택된 상기 각 무리의 상기 발열제를 기록신호에 따라서 가열하는 수단, 을 구비하고 상기 전체 발열체를 N회로 분할하여 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 감열기록방식.
2. 일렬로 배열한 복수개의 발열체에 의한 라인기록을 반복하여 기록을 행하는 감열기록방식에 있어서, ① 인접하는 N개의 상기 발열체로부터 각 1개의 상기 발열체를 N개의 무리로 나누어서 이 각 무리를 순차 선택하는 수단과, ② 이 선택된 상기 각 무리의 상기 발열체를 기록신호에 따라서 가열하는 수단, 을 구비하고 ③ 상기 ①의 수단에 의한 1개의 무리의 선택과 상기 ②의 수단에 의한 상기 선택된 상기 발열체의 가열에 의한 기록에 의해서 1라인의 기록으로 하는 방법. 및 ④ 상기 ①에 있어서의 상기 N개의 무리의 선택 순번을 순차변경하는 방법, 의 2가지 방법을 병용해서 상기 발열체의 배열밀도보다 성긴 기록밀도의 기록을 행하므로서 기록속도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 감열기록방식.
3. 일렬로 배열한 복수개의 발열체와 복수개의 반도체 장치로 이루어진 감열기록헤드에 있어서, ①인접하는 N개의 상기 발열체로부터 순차적으로 각 1개씩 선택된 상기 각 발열체의 한쪽의 단차를 전기적으로 공통으로 접속한 N개의 공통전극과, ②인접하는 N개의 상기 발열체마다 상기 각 발열체의 다른쪽의 단자를 공통으로 접속한 복수개의 개별단자,를 형성하고, 상기 N개의 공통전극에 순차적으로 발열체 가열전원을 접속하는 동시에, 상기 각 개별단자에 기록신호에 따라서 상기 발열체를 가열하기 위한 상기 반도체장치를 접속하고, 상기 발열체 가열전원의 상기 순차 접속에 동기한 상기 반도체장치의 N회의 분할기록신호에 의해 1라인의 기록을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 감역기록헤드.
4. 제3항에 있어서, 상기 감열기록헤드가 ⓐ상기 발열체의 상기 N개의 공통단자와 ⓑ상기 반도체장치의 발열체가열용 신호단자를 각각 공통으로 접속한 것을 특징으로 하는 감열기록헤드.
5. 일렬로 배열한 복수쌍의 발열체 및 스위칭소자와 복수개의 반도체장치로 이루어진 감열기록헤드에 있어서 ①상기 발열체의 한쪽의 단자를 전기적으로 공통으로 접속한 1개의 공통단자, 및 ②상기 발열체의 각 다른쪽 끝에 접속된 상기 스위칭소자와 각 다른쪽 끝을 인접하는 N개의 상기 스위칭소자마다, 공통으로 접속한 복수개의 개별단자를 형성하고, 상기 반도체장치의 복수의 출력회로의 각 한쪽끝을 상기 스위칭소자의 상기 각 개별단자에 접속하고, 인접하는 N개의 상기 스위칭소자로부터 순차적으로 각 1개씩 선택된 상기 소자의 스위칭신호단자를 각각 N개의 도체에 공통으로 접속한 상기 전체 발열체를 N개의 무리로 분할하여 기록하기 위한 기록신호단자를 형성하고 상기 발열체의 상기 공통 접속단자와 상기 반도체장치의 상기 각 출력회로의 공통단자에 상기 발열체 가열전원을 접속하고 상기 분할기록신호와 이 분할기록신호와 동기한 상기 반도체장치의 N회의 기록신호에 의해 1라인의 기록을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 감열기록헤드.
6. 제5항에 있어서, 상기 감열기록헤드가 스위칭소자의 출력저항을 발열체로 하는 것을 특징으로 하는 감열기록헤드.
7. 일렬로 배열한 복수개의 발열체를 가진 감열기록헤드용 반도체장치(IC)에 있어서, ①상기 발열체의 배열순서에 의해서 입력되는 기록신호를 상기 장치 내부에서 순차 전송하고 그 신호를 다른 상기 장치에 출력하는 기능과, ②상기 장치내의 1라인의 상기 기록신호의 전송이 완료한 단계에서 ⓐ상기 전송된 1라인의 상기 신호를 그 입력순번이

   1, N＋1, 2N＋1, …

   2, N＋2, 2N＋2, …

   :

   N, N＋N, 2N＋N, …

   (N : 1보다 큰 양의 정수)이 되는 N개의 무리로 분할하여, ⓑ상기 N개로 분할된 상기 신호군을 순차 선택하여 동시에 출력하는 기능과, ③상기 ②의 동작기간중에 다음의 기록신호를 전송하는 기능을 가진 감열기록헤드용 반도체장치.

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