JPH0920026A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 低価格で信頼性の高いサーマルプリントヘッ
ドを得る。 【解決手段】 サーマルプリントヘッドは、複数個の発
熱抵抗体３と発熱抵抗体３に電気的に接続した個別電極
４とを配置したアルミナセラミック基板２と、発熱抵抗
体３に供給される画信号に応じて開閉する駆動用集積回
路６と、外部回路から入力される画信号，制御信号，電
源をこの駆動用集積回路６に伝達する駆動用電極５とを
配置したガラス−エポキシ基板１１からなる駆動回路基
体とを備え、個別電極４と駆動用集積回路６とは、ワイ
ヤボンディング１２により電気的に接続され、駆動用電
極５の一部は、外部取出し端子となり、外部取出し端子
を通じて外部回路と駆動用電極５とは電気的に接続して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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ＤＤ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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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、バッチ処理を行なう
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。

【０００８】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。

【０００９】上述の問題を解決する技術が実開昭 57-10
8949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組の駆動用電極およ
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。

【００１０】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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】第３に、テープキャリアによる接続を行な
うためには、Ａu −Ｓn 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、半田またはＳn 等の低融点
の金属を使用することはできない。

【００１５】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。 （１）全体をＡu で形成し、テープキャリアとＡu −Ｓ
n 共晶によって接続を行う方法。 （２）全体をＡl 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Ｓn −Ａu または半田−半田によっ
て接続を行なう方法。

【００１６】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なうためコストが上
昇するだけでなく、エッチングプロセスにウェットエッ
チングを用いる。このため、オーバエッチング等によ
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。

【００１７】第２の方法は、Ａl 等の安価でドライエッ
チング可能な金属を使用でき、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。

【００１８】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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】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気的に接続した個別電極
とを配置したアルミナセラミック基板と、前記発熱抵抗
体に供給される画信号に応じて開閉する駆動用集積回路
と、外部回路から入力される画信号，制御信号，電源を
この駆動用集積回路に伝達する駆動用電極とを配置した
ガラス−エポキシ基板からなる駆動回路基体とを備え、
前記個別電極と前記駆動用集積回路とは、ワイヤボンデ
ィングにより電気的に接続され、かつ、前記駆動用電極
の一部は、外部取出し端子となり、この外部取出し端子
を通じて前記外部回路と前記駆動用電極とは電気的に接
続していることを特徴としている。

【００２０】上述の構造をとることにより、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。

【００２１】

【発明の実施の形態】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。図１
（ａ），（ｂ）において、鉄からなる支持板（１）面の
一端には、アルミナセラミック基板（２）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
（１）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（２）上
には、複数個の発熱抵抗体（３）とこれらの発熱抵抗体
（３）に電流を供給する個別電極（４）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（６）が接着部材（図示せず）を介して載置されて
いる。このＩＣ（６）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，電流を
伝達する駆動用電極（５）が駆動回路基板（11）上に形
成されている。この個別電極（４）とＩＣ（６）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。

【００２２】図１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、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Ａ
u 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、安型のサーマルプ
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。

【００２３】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バッチあたりの製
品取数（１枚のアルミナセラミック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，作業性が向上
し、材料費を節減することができる。

【００２４】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，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。

【００２５】その上、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Ａl の様にドライエッ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，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。

【００２６】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図１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。

【００２７】次に図２を参照して本発明の他の実施例を
説明する。

【００２８】なお、図１のものと同所同部材には同符号
を付する。

【００２９】図２において、駆動用電極（５）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、（22）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
（６）を保護するカバーを示している。

【００３０】

【発明の効果】上述の構成をとることにより、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】

【図１】（ａ）は本発明のサーマルプリントヘッドの実
施例を示す断面簡略図であり、（ｂ）は図１（ａ）の一
部切欠平面簡略図である。

【図２】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。

【符号の説明】

２ アルミナセラミック基板 ３ 発熱抵抗体 ４ 個別電極 ５ 駆動用電極 ６ 駆動用集積回路 11 ガラス−エポキシ基板 12 ワイヤボンディング

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【手続補正書】

【提出日】平成８年４月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】本発明のサーマルプリンタヘッドの実施例を示
す一部切欠模式斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 一雄 神奈川県川崎市幸区堀川町72 株式会社東 芝堀川町工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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アルミナセラミ
   ック基板と、前記発熱抵抗体に供給される画信号に応じ
   て開閉する駆動用集積回路と、外部回路から入力される
   画信号，制御信号，電源をこの駆動用集積回路に伝達す
   る駆動用電極とを配置したガラス−エポキシ基板からな
   る駆動回路基体とを備え、前記個別電極と前記駆動用集
   積回路とは、ワイヤボンディングにより電気的に接続さ
   れ、かつ、前記駆動用電極の一部は、外部取出し端子と
   なり、この外部取出し端子を通じて前記外部回路と前記
   駆動用電極とは電気的に接続していることを特徴とする
   サーマルプリントヘッド。