JP3993247B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Description

技術分野
本願発明は、感熱紙上に、あるいは、熱転写インクリボンを介して記録用紙上に、画像を印刷するためのサーマルプリントヘッドに関する。
背景技術
周知のように、サーマルプリントヘッドは、感熱紙や熱転写インクリボンに対して選択的に熱を付与して、必要な画像情報を形成するものである。一般に、サーマルプリントヘッドは、発熱体の形成方法に応じて厚膜型サーマルプリントヘッドと薄膜型サーマルプリントヘッドとに大別される。以下においては、厚膜型サーマルプリントヘッドを例に挙げて説明する。
図１は、従来より用いられている厚膜型サーマルプリントヘッド１の構成を示している。なお、後に説明するように、本発明のサーマルプリントヘッドは、その特徴部分を除き、図１の構成とほぼ同じ構成を有している。
図１に示すサーマルプリントヘッド１は、アルミナセラミック等からなるヘッド基板１１と、ガラスエポキシ樹脂等からなる付加基板２０とを含んでいる。ヘッド基板１１には長状の発熱抵抗体１２、複数の駆動ＩＣ１３、共通電極１４、及び複数の個別電極１５などが設けられている。上記発熱抵抗体１２は、当該ヘッド基板の長手方向に延びており、上記駆動ＩＣ１３は、当該ヘッド基板の長手方向に沿って直線状に配置されている。
上記共通電極１４には、互いに平行に延びる複数の櫛歯状突出部１６が一体的に形成されている。各突出部１６の自由端は、上記発熱抵抗体１２に電気的に接続している。上記個別電極１５は長状であり、２つの自由端を有している。図１に示すように、上記個別電極１５は、上記複数の突出部１６と交互に配置されている。各個別電極１５の一方の自由端は、上記共通電極１４の隣接する突出部１６の間に位置するとともに、上記発熱抵抗体１２に電気的に接続している。上記個別電極１５の他方の自由端は、導電性ワイヤ１９を介して対応する駆動ＩＣ１３の出力パッド（図示せず）に接続されている。上記構成によれば、上記発熱抵抗体１２は、隣接する突出部１６の間に規定される複数の領域１８を有することになる。このような各領域が、上記駆動ＩＣ１３の制御の下で発熱ドットとして作用する。すなわち、駆動ＩＣ１３により選択された領域１８に、隣接する突出部１６及び個別電極１５を介して電流が流れる。その結果、当該領域が発熱することにより、発熱ドットとして作用するのである。
上記付加基板２０には、所定の配線パターン（一部のみ図示）が形成されている。当該配線パターンは、複数の導電性ワイヤ１９ａを介して上記駆動ＩＣ１３の入力パッド（図示せず）に接続される。さらに付加基板２０には、上記配線パターンと接続するコネクタ１７が搭載されている。また、このコネクタ１７は、外部からの信号を伝送するケーブル（図示せず）と接続する。このような構成により、上記外部信号は、上記配線パターンを介して、上記駆動ＩＣ１３に伝送される。このように伝送された信号に応じて、上記駆動ＩＣ１３が作動する。
上記各駆動ＩＣ１３内には、シフトレジスタが内蔵されている。当該シフトレジスタは、駆動ＩＣ１３の出力パッドの数に対応した、所定のビット数を有している。駆動ＩＣ１３の全てのシフトレジスタは、駆動ＩＣ１３のデータ・アウト端子とデータ・イン端子間をカスケード接続することにより、互いに接続されている。
上記構成を有するサーマルプリントヘッド１は以下のように作動する。まず、１ライン分の印字に先立ち、当該１ライン分の印字データを上記駆動ＩＣ１３に入力しておく必要がある。そのために、上記１ライン分の印字データを、図１の最も左に位置する駆動ＩＣ１３に、データ・イン端子を介してシリアルに入力する。この印字データは、互いにカスケード接続された各駆動ＩＣ１３のシフトレジスタに順次送られ、保持される。このように保持された印字データに従い、各駆動ＩＣ１３に入力されるストローブ信号に同期して、駆動ＩＣ１３の出力パッドが選択的にオン駆動される。その結果、上記発熱ドット１８が選択的に発熱させられ、所定の印字が行われる。
しかしながら、上記構成のサーマルプリントヘッドは、以下のような問題を有している。すなわち、上記１ライン分の印字データは、上記各駆動ＩＣ１３にシリアルに入力している。当然のことながら、上記１ライン分の印字は、このようなシリアル入力が終わるまでは実行することができない。従って、上記構成のサーマルプリントヘッドによれば、このようなシリアル入力に起因して、ある一定以上に印字速度を高めることはできない。さらに、全ての発熱ドット１８を同時に駆動する場合、上記共通電極１４を流れる電流量は大きくなる。その結果、上記共通電極１４における電圧降下が大きくなり、印字ムラが生ずるという不都合がある。
上記問題を解消すべく、例えば次のような対処が従来からなされている。すなわち、上記１ライン分の印字データを所定数の部分に分割する。さらに、上記駆動ＩＣ１３をこれと同数のグループに分ける。その上で、上記分割された印字データの各部分を、上記駆動ＩＣ１３の対応するグループごとに同時に伝送する。
この方法によれば、上述のようなシリアル入力よりも、印字データを駆動ＩＣ１３に速く入力することができ、その結果、印字速度を高めることができるという利点がある。また、駆動ＩＣ１３の各グループの駆動時間帯に差を設ければ、共通電極１４に流れる電流量を少なくすることができる。これにより、共通電極１４における電圧降下を低減することができる。
しかしながら、上記対処方法によれば、以下のことが問題となる。すなわち、駆動ＩＣ１３の各グループ毎に分割データを入力するためには、そのための特別の配線パターンの設計が必要となる。この際、上記サーマルプリントヘッド１を組み込む装置の特性やユーザの希望に応じて、印字データの２分割用に対応しうる配線パターンに設計したり、３分割用に対応しうる配線パターンに設計する必要がある。このように種類の異なる配線パターンを有するサーマルプリントヘッドを個別に製造することには、付加的な時間と労力が必要であり、コストが大きくなる。さらには、駆動ＩＣ１３の各グループごとに駆動時間差を設けるためには、当該分割に対応したストローブ信号用の配線パターンを別途、設計する必要がある。
さらにまた、上記各種の配線パターンは、いったん設計された後に、当該配線パターンに変更を加える必要が生ずる場合もある。例えば、ユーザが、いままで使用していたデータの２分割用の配線パターンを、３分割用の配線パターンに変更することを希望する場合である。このようなとき、従来は、３分割用の配線パターンを有するサーマルプリントヘッドを新たに購入しなければならず、非常に不便であった。
発明の開示
本願発明は、上述した問題点を解消しうるサーマルプリントヘッドを提供することを課題とする。
本願発明に基づき提供されるサーマルプリントヘッドは、複数のグループの駆動ＩＣと、上記複数の駆動ＩＣグループの各々に信号を伝送するための複数の主要配線導体と、上記主要配線導体に枝分かれ状に接続され、且つ、隣接するグループの駆動ＩＣどうしを導通可能とする複数の補助配線導体と有している。上記各主要配線導体は、上記補助配線導体との接続部よりも上記駆動ＩＣから遠ざかる部位に当該主要配線導体の電気的導通を遮断するための分断可能箇所を有しているとともに、上記各補助配線導体は、当該補助配線導体の電気的導通を遮断するための分断可能箇所を有している。
上記構成のサーマルプリントヘッドにおいて、上記各主要配線導体の分断可能箇所及びそれに接続された補助配線導体の分断可能箇所の選択された一方が分断されていてもよい。
さらに、上記各主要配線導体の全ての分断可能箇所が分断されていてもよい。
また、上記各補助配線導体の全ての分断可能箇所が分断されていてもよい。
上記各分断可能箇所にはマーキングを形成しておくことも可能である。
好ましくは、上記サーマルプリントヘッドは、上記各分断可能箇所ごとに並列に設けられた複数の復帰配線部をさらに具備している。上記各復帰配線部は、互いに離間した一対のパッドを含んでいてもよい。
本願発明の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によってより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の、及び本願発明に係るサーマルプリントヘッドに共通する構成を示す平面図である。
図２は、上記サーマルプリントヘッドの断面図である。
図３は、本願発明に係る印字データの配線パターンを示す概略図である。
発明を実施するための最良の形態
既に述べたように、本願発明に係るサーマルプリントヘッドの基本構成は、図１に示す従来のサーマルプリントヘッドと実質的に同一である。従って、本願発明に係るサーマルプリントヘッドについても、図１（及びその他の図）を参照しつつ説明する。
具体的には、本願発明に係るサーマルプリントヘッド１は、アルミナセラミックなどからなるヘッド基板１１と、ガラスエポキシ樹脂などからなる付加基板２０とを含んでいる。ヘッド基板１１には長状の発熱抵抗体１２、複数の駆動ＩＣ１３、共通電極１４、及び複数の個別電極１５などが設けられている。上記発熱抵抗体１２は、当該ヘッド基板の長手方向に延びており、上記駆動ＩＣ１３は、当該ヘッド基板の長手方向に沿って直線状に配置されている。
上記共通電極１４には、互いに平行に延びる複数の櫛歯状突出部１６が一体的に形成されている。各突出部１６の自由端は、上記発熱抵抗体１２に電気的に接続している。上記個別電極１５は長状であり、２つの自由端を有している。図１に示すように、上記個別電極１５は、上記複数の突出部１６と交互に配置されている。各個別電極１５の一方の自由端は、上記共通電極１４の隣接する突出部１６の間に位置するとともに、上記発熱抵抗体１２に電気的に接続している。上記個別電極１５の他方の自由端は、金線などの導電性ワイヤ１９を介して、対応する駆動ＩＣ１３の出力パッド（図示せず）に接続されている。また上記駆動ＩＣ１３には電源系および信号系のパッド（図示せず）が形成されている。さらに、各駆動ＩＣ１３にはシフトレジスタが内蔵されている。当該シフトレジスタは、駆動ＩＣ１３の出力パッドの数に対応した所定のビット数を有している。
上記構成によれば、上記発熱抵抗体１２は、隣接する突出部１６の間に規定される複数の領域１８（図１参照）を有することになる。このような各領域が、上記駆動ＩＣ１３の制御の下で発熱ドットとして作用する。すなわち、駆動ＩＣ１３により選択された領域１８に、隣接する突出部１６及び個別電極１５を介して電流が流れる。その結果、当該領域が発熱することにより、発熱ドットとして作用するのである。
上記付加基板２０には、コネクタ１７が搭載されている。このコネクタ１７は外部からの信号を伝送するケーブル（図示せず）と接続するためのものである。さらに、付加基板２０上には、所定の配線パターンが形成されている。この配線パターンは、上記駆動ＩＣ１３の信号系パッド等に対して、ワイヤ１９ａを介して接続されている。
図２に示すように、上記各駆動ＩＣ１３及び接続ワイヤ１９、１９ａは、ハードコート材等からなる保護コーティング２５により覆われている。
本願発明においては、上記付加基板２０上に形成された配線パターンが最大の特徴部分である。この配線パターンについて、図３を参照して説明する。
図示した配線パターンは、コネクタ１７を介して供給されてくる１ライン分の印字データを、最大で４分割して上記各駆動ＩＣ１３に伝送できるように構成したものである。具体的には、１４個の駆動ＩＣ１３が、４つのグループに分けられている。第１のグループは４個の駆動ＩＣ（DrIC1-4）を含んでいる。第２のグループは３個の駆動ＩＣ（DrIC5-7）を、第３のグループは４個の駆動ＩＣ（DrIC8-11）を、第４のグループは３個の駆動ＩＣ（DrIC12-14）を、それぞれ含んでいる。各グループ内における駆動ＩＣ同士は、互いに導通されている。
上記配線パターンは、４つの主要配線導体３１〜３４と、３つの補助配線導体４１〜４３と、を含んでいる。上記主要配線導体３１〜３４の一端は、上記コネクタ１７に接続されている。上記主要配線導体３１〜３４の他端は、それぞれ、駆動ＩＣ（DrIC1）のデータ・インパッド（DI）、駆動ＩＣ（DrIC5）のデータ・インパッド（DI）、駆動ＩＣ（DrIC8）のデータ・インパッド（DI）、及び駆動ＩＣ（DrIC12）のデータ・インパッド（DI）に接続されている。上記３つの補助配線導体４１〜４３は、それぞれ、駆動ＩＣ（DrIC4）のデータ・アウトパッド（DO）と駆動ＩＣ（DrIC5）のデータ・インパッド（DI）との間を、駆動ＩＣ（DrIC7）のデータ・アウトパッド（DO）と駆動ＩＣ（DrIC8）のデータ・インパッド（DI）との間を、及び駆動ＩＣ（DrIC11）のデータ・アウトパッド（DO）と駆動ＩＣ（DrIC12）のデータ・インパッド（DI）との間を、接続している。
上記主要配線導体３２〜３４には、当該主要配線導体の電気的導通を分断するための、分断可能箇所ｄ〜ｆがそれぞれ設けられている。これらの分断可能箇所には、例えば、所定のマーキングを目印として形成しておいてもよい。同様に、上記補助配線導体４１〜４３には、当該補助配線導体の電気的導通を分断するための、分断可能箇所ａ〜ｃがそれぞれ設けられている。これらの分断可能箇所にも、例えば、所定のマーキングを目印として形成しておく。
さらに、上記主要配線導体３２〜３４には、上記分断可能箇所ｄ〜ｆを跨ぐように並列的に復帰配線部３２ａ〜３４ａが設けられている。各復帰配線部は、離間した２つのパッドと、当該パッドと上記主要配線導体とを接続する導体部と、を有している。同様に、上記補助配線導体４１〜４３には、上記分断可能箇所ａ〜ｃを跨ぐように並列的に復帰配線部４１ａ〜４３ａが設けられている。各復帰配線部は離間した２つのパッドと、当該パッドと上記補助配線導体とを接続する導体部とを有している。各復帰配線部の離間したパッド間を、例えば半田やワイヤボンディングなどによって接続することにより、各分断可能箇所をバイパスすることができる。
上記のように形成された配線パターンは、以下のように使用することが可能である。尚、この説明においては、上記各分断可能箇所ａ〜ｆは、最初は全て接続されているものとする。
たとえば印字データの１ライン分のデータを４分割して上記各駆動ＩＣに伝送することを考える。この場合、図３に示す分断可能箇所ａ、ｂ、ｃを、エッチング処理あるいはＮＣ加工などによって分断する。こうすることにより、主要配線導体３１によって供給される印字データを、上記第１グループの左端の駆動ＩＣ（DrIC1）から右端の駆動ＩＣ（DrIC4）へ伝送することができる。同様に、主要配線導体３２によって供給される印字データを、上記第２グループの左端の駆動ＩＣ（DrIC5）から右端の駆動ＩＣ（DrIC7）へ、主要配線導体３３によって供給される印字データを第３グループの左端の駆動ＩＣ（DrIC8）から右端の駆動ＩＣ（DrIC11）へ、及び、主要配線導体３４によって供給される印字データを、第４グループの左端の駆動ＩＣ（DrIC12）から右端の駆動ＩＣ（DrIC14）へ、それぞれ伝送することができる。
次に、印字データの１ライン分のデータを２分割して上記各駆動ＩＣに伝送することを考える。この場合には、上記分断可能箇所ｂ、ｄ、ｆを分断すればよいことは容易に理解されよう。また、１分割、すなわち、シリアルに１ライン分の印字データを伝送する場合は上記分断可能箇所ｄ、ｅ、ｆを分断すればよい。
また、一旦印字データを４分割して伝送すべく、上記分断可能箇所ａ、ｂ、ｃを分断した後に、これを２分割の仕様に変更する場合には、以下のようにする。
まず、分断可能箇所ｄ、ｆを分断する。そして、復帰配線部４１ａ、４３ａを導通結合させる。このようにすれば、１ライン分の印字データを２分割して上記各駆動ＩＣに伝送できるように変更することができる。
上述したことから明らかなように、本願発明に係るサーマルプリントヘッド１においては、それぞれの分割数毎に配線パターンを別途設計せずとも、配線パターンを１つ設計しておけば、上記のように１分割、２分割、４分割中から所望の１つを選択できるといったように、複数種類の分割を行うことができる。このため、上記配線パターンが形成されたサーマルプリントヘッド１においては、ユーザ側からの注文などに応じて主要配線導体や補助配線導体の分断を行って所望の分割数に上記各駆動ＩＣをグループ化すればよく、設計に要する時間や労力を低減することができる。
また、主要配線導体や補助配線導体の分断をＮＣ加工で行った場合には、この加工に用いる装置の加工ヘッドの動きを規定するプログラムを新たに作成するだけでよく、新たに複数個の配線パターンを設計することに比べれば、設計に要する時間や労力が削減されるのはいうまでもない。
さらに、上述したように、一旦分断された補助配線導体４１、４２、４３を復帰配線部４１ａ、４２ａ、４３ａを導通結合させることにより、再び導通させることができる。したがって、後において一旦確定された分割数を変更することができる。このような操作が、復帰配線部３２ａ〜３４ａを設けた主要配線導体３２〜３においても行えることは明らかである。
上述の実施例においては、上記各駆動ＩＣ１３を４つのグループに分けた。しかしながら、上記駆動ＩＣ１３をこれ以外のグループ数に分けることももちろん可能である。
また上記実施例では、最初の状態において、主要配線導体及び補助配線導体の各々が、分断可能箇所において接続されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に、最初の状態において、上記分断可能箇所をすべて分断しておいてもよい。このような場合でも、復帰配線部の離間パッド間を接続することにより所定の分割数を実現することができる。また、選択された１つの分断可能箇所のみを最初に分断しておいてもよい。
なお、上記実施例においては、印字データを伝送する配線パターンについて説明した。しかしながら、本願発明は、クロック信号、ストローブ信号、およびストローブクロック信号などの配線パターンにも適用できる。
また、上記実施例においては、配線パターンと駆動ＩＣ１３とは別個の基板１１及び２０に形成した。しかしながら、上記配線パターンと駆動ＩＣとを同一の基板上に形成してもよい。
上記実施例では、本願発明を厚膜型サーマルプリントヘッドに適用したものであった。しかしながら、本願発明を薄膜型サーマルプリントヘッドにも適用しうることは明らかであろう。
産業上の利用可能性
以上のように本願発明にかかるサーマルプリントヘッドは、１ライン分の印字データ等を複数の態様に分割駆動する場合に有利に使用することができる。

Claims (7)

1. 複数のグループの駆動ＩＣと、
   上記複数の駆動ＩＣグループの各々に信号を伝送するための複数の主要配線導体と、
   上記主要配線導体に枝分かれ状に接続され、且つ、隣接するグループの駆動ＩＣどうしを導通可能とする複数の補助配線導体と、
   を有するサーマルプリントヘッドであって、
   上記各主要配線導体は、上記補助配線導体との接続部よりも上記駆動ＩＣから遠ざかる部位に当該主要配線導体の電気的導通を遮断するための分断可能箇所を有しているとともに、上記各補助配線導体は、当該補助配線導体の電気的導通を遮断するための分断可能箇所を有している、サーマルプリントヘッド。
2. 上記各主要配線導体の分断可能箇所及びそれに接続された補助配線導体の分断可能箇所の選択された一方が分断されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 上記各主要配線導体の全ての分断可能箇所が分断されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 上記各補助配線導体の全ての分断可能箇所が分断されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 上記各分断可能箇所にはマーキングが形成されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 上記各分断可能箇所ごとに並列に設けられた複数の復帰配線部をさらに具備する、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 上記各復帰配線部は、互いに離間した一対のパッドを含んでいる、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。

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