JPS5851831B2 - サ−マルヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーマルヘッド装置の構造の改良に関する。

一般に、サーマルヘッド記録装置とは、微小な耐熱性抵
抗材料によって形成された発熱抵抗体を一列又はマ）
ＩＪクス状に配置し、その複数個の中で特定の発熱体を
選択して通電し、それに接触させた感熱紙を発色させ、
電気的情報を視覚化するものである。

今サーマルヘッドの７アクシ□り用の如き応用を考えた
場合多数の発熱素子を一列に配置し、その各々を電気的
に制御する事が必要になる。

この様な場合は回路を簡略化するため第１図に示すが如
く配線されるのが普通である。

ただし外部回路を簡単化するための抵抗群の各群のＲｏ
・・・・・・煽はある特定の数Ｎの単位、通常８゜１６
．３２，６４の如きＮ＝２ （ｎは任意の整数）のど
れかにきめられる。

このＮの単位を更にＭ個くりかえす事によって、たとえ
ばＮ＝１６とした場合は第１図の回路の如くなり、外部
回路においては発熱素子のドライバ回路をＮ個をもち、
それをＭ個のスイッチング回路で切換えることによりＭ
ＸＮのマトリクス制御が可能になる。

しかしながら、この場合発熱素子抵抗には極性は無いの
で各々の抵抗にはすべて直列に逆流防止用ダイオードＤ
１・・・・・・・ＤＮを配置しなくてはならない。

勿論このダイオードはトランジスタによって置換するこ
ともできる。

一方、熱印刷を行う場合にも・いて、特に発熱素子の分
解能が重要性を増しつつあり、最低限關当り４本の分解
能をもつこと、すなわち、１ｍ１１Ｌ当り４個の発熱素
子を形成し駆動することが必要となってきた。

したがって印字紙幅によって定するが必要な印字条件を
満足させるためには通常数百側以上の発熱素子を形成す
る必要があり、配線を素子の形成はその精度を実現する
ためにすべてフォトエツチング加工による必要があるが
ヘッド自体の物理的寸法は感熱記録紙の幅だけ必要であ
るのでその加工は必ずしも簡単でない。

サーマルヘッドはその簡便な一次発色性が認められ５大
きな需要が今後予想されているが、このためにはその生
産的な見地から大幅な改革が必要である。

従来のサーマルヘッドは大別して３つの部分がら成り立
っている。

すなわち発熱素子も・よびそれに対応する電極の列、逆
流防止用ダイオードアレイ、釦よびマトリクスドライブ
を可能にするための多層配線部である。

これらのすべてを同一基板上に形成せんとする場合はコ
ンパクトに全体を１とめることのできる反面大型基板と
に釦ける各々の素子釦よび配線形成工程における加工の
困難性と歩留りの問題に直面する。

筐たこれらの三者を別個に製作する場合には前記の問題
からは多少１ぬがれることかできるが、その相互間を接
続するために、非常に解決困難な問題を生じる事になり
、現時点では最適の解決法が見出されていない。

本発明は前記のごとき技術的問題を解決し、量産性、信
頼性に富むサーマルヘッドを提供するものである。

以下本発明の詳細について述べる。

第２図は本発明のサーマルヘッドに使用される発熱抵抗
体アレイブロックの構造を示すものであって、１はセラ
□ツクの如き強度と絶縁性をもつ耐熱基板であり、表面
平滑化と保温のため表向にガラス層６をもたせる場合も
ある。

３は長方形基板の略中夫にドツト状に一列に形成された
発熱抵抗体であり、通常ニクロム、高い不純物濃度をも
つシリコン、炭化物、珪化物、窒化物抵抗体等のいづれ
かが蒸着またはスパッタ等の方法により薄膜状に形成さ
れる。

４および２は抵抗体への電極端子であり、金属薄膜たと
えばニッケル、金、アルミ等が使用される。

電極端子２は分離された電極側であり、電極端子４は成
る特定数Ｎでくくられた共通端子間の電極である。

また、５（第２図の斜線部分）は素子が紙に接触する事
によって発生する摩耗を防ぐための耐摩耗層であり、炭
化珪素、窒化物、酸化物等の材料が数ミクロン程度の厚
さで形成されている。

この様な発熱素子の列は大型の基板から切断又は破断す
ることによって多数個製作することが可能であり、生産
性に釦いて優れている。

また後述する様なフィルムリードとの接続を容易にする
ため分離端子２の列は発熱素子群に対して先端が徐々に
細くされている。

なお、第３図は第２図にトけるＡ、Ａ’断面である。

第４図も・よび第５図はマトリクスを構成する配線部の
構造を示す導体線ブロック１２と導体線フィルム１３の
斜祝図である。

第４図の基板１１は歪の少ない絶縁性材料でつくられる
が、この上には導体線１０がＮ個ごとに図示の例ではＮ
＝１６群にわけられ、そのＭ群が反復される様に形成さ
れる。

導体線１０の端部ａは後述する様に第２図に釦ける端子
２に接続される位置に端部を揃えて並列に形成されるが
他の端部すの列は端部ａの列に対して直角をなすが如く
曲げられて形成される。

この様な配線の加工は高い精度を要するものであり、通
常基板１１上にクロム、銅、ニッケル、銀、金の如き密
着性と導電性に富む材料を単層、あるいはこれらの組合
せによって全面に蒸着し、これをフォトエツチング工程
にかけることによってつくられる。

基板８は後述の方向性半導体素子を取り付けるためのも
のであり、かつ発熱抵抗体アレイブロック７と導体線ブ
ロン２１２０間隔を一定に保つためのものである。

これは基板と一体化してつくられてもよい。

この基板８の上には浅い溝部９が形成されており、半導
体素子の収容をやり易くするものである。

発熱抵抗体アレイブロック７は単独につくられるのでは
なく相当広い面積の基板上に同一のパターンをもって蒸
着於よびフォトエツチングを行う事と、後工程にむける
短冊状に切断する事によって量産性よく製作する事が可
能である。

第５図は第４図における端子すの群を共通に接続するた
めの導体部であって可撓性絶縁フィルム１３上にＮ本の
細い幅の導体線群１５が形成されたものである。

このＮ本の導体のピッチは第４図にかける端部すの各々
と合致せしめられて居り、さらに又フィルムの一部に開
口部１４を有し、その部分の導体は第４図の導体線の端
部ｂに電気的、機械的に接合されるように露出している
。

この導体線フィルム２４のＣＣ７面およびＢ Ｂ’面の
断面図を第６図Ａち−よびＢに示す。

この導体線フィルム２４を、その開口部１４の導体線と
第４図の導体線ブロック１２の導体線１０の端部すが接
触するように、導体線ブロック１２上に重ねる。

第７図は導体線の前記群毎に挿入される方向性半導体素
子の接続過程の一例を示すものである。

ダイオードアレイ１６はＮ個の分離されたダイオードが
同一基板上に形成されたものである。

その各々のバンプ端子を１７で示す。

ポリミイドの如き耐熱性の細長フィルム１８．１９上に
その両端から突出するが如き導体線９列２０，２１が形
成されたものであり、通常銅箔をフォトエツチング工程
によって加工し、金、錫等のメッキを施しである。

半導体素子は第８図に示す様に導体端部とダイオードア
レイ１６上のバンプ端子１７とを相互に重畳して熱圧着
等の方法により一度に片方或は両側の端子をフィルム１
８，１９上の導体２０２１に接続する事ができる。

第９図は半導体素子の両側に導体端子が接続された場合
の第７図の０９７面の断面を示す。

この状態に卦いて素子は検査され、最後のサーマルヘッ
ド組立工程に移される。

第１０図は前述の発熱抵抗体アレイブロック７、ダイオ
ードアレイブロック１６釦よびダイオードプレイ取付用
基板８、ダイオードアレイに接続される導体線を支持す
るフィルム１８，１９釦よび導体線ブロック１２を同一
基台２２上に接着剤等をもってはりつけ、金具２３でも
って固定した構成を示す図である。

この状態において両側に導体突出部を有するダイオード
アレイ１６は基板８の溝の両側に配したフィルム１８，
１９上の導体線を熱圧着等の手段により接合される。

なち−２５は発熱抵抗体アレイブロックの共通端子であ
る。

第１１図は最終組立工程における状態を示し、第５図に
示す導体線フィルム２４により第４図に示す導体線ブロ
ック１２上の導体線の端部すを各群毎に共通接続するも
のである。

導体線フィルム２４の開口部１４部の導体線を前記端部
すを接続している。

なむ、上記構成において発熱抵抗体プレイブロックと接
続用導電線を設けたダイオードアレイ支持用基板と導体
線ブロックを予め位置合せして固定し、そこへ導体線ブ
ロックにち−ける導体線の群毎のダイオードアレイを前
記基板の溝部に配し前記接続用導体線で電気的接続する
と効率的である。

以上のように本発明になるサーマルヘッド装置は各部分
を別個に構成できるために、各部分毎に適した製法をと
ることができ、またダイオードプレイブロックは端部を
突出させ半導体線を設けたフィルムを用いているのでそ
の接続が容易であり、また多層配線部にフィルムを用い
た導体線ブロックを用いているので絶縁配線むよび接続
の簡単化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例にトける発熱体の電気的接続図、第２図
から第１１図は本発明の実施例に関するものであり、第
２図は発熱抵抗体アレイの構造を示す図、第３図は第２
図のＡＡ’面断面図、第４図会よび第５図はサーマルヘ
ッド装置の構成要素である配線基板を示す図、第６図Ａ
、Ｂは各々第５図のＢ Ｂ’面断面図、ＣＣ′面断面図
、第７図はダイオードアレイの構成図、第８図はフィル
ム導体とダイオードアレイの接続部を示す図、第９図は
第７図におけるＤＤ’ 面断面図、第１０図むよび第１
１図は各々本発明の一実施例のサーマルヘッド装置の組
立過程の構成図、完成図である。 ７・・・・・・発熱抵抗体アレイブロック、８・・・・
・・基板、９・・・・・・溝、１０・・・・・・導体線
、１１・・・・・・基板、１２・・・・・・導体線ブロ
ック、ａ、ｂ・・・・・・端部、１３・・・・・・可撓
絶縁性フィルム、１４・・・・・・開口部、１５・・・
・・・導１．１６・・・・・・ダイオードアレイブロッ
ク、１７・・・・・・端子、１Ｂ、１９・・・・・・フ
ィルム、２０゜２１・・・・・・導体線、２２・・・・
・・基台、２３・・・・・・金具、２４・・・・・・導
体線フィルム、２５・・・・・・共通端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一列に複数個の発熱抵抗体が配列された発熱抵抗体
   アレイブロックと、ダイオードアレイを溝に収納した基
   板と前記溝の両側において前記ダイオードプレイに電気
   的接続される接続用導体線群を支持するフィルムからな
   るダイオードプレイブロックと、このダイオードプレイ
   ブロックの前記ダイオードアレイに対応する位置に所定
   数毎に配した導体線群の一端を前記ダイオードアレイの
   配列方向に並べかつ他端をそれに直角方向に並べた導体
   線ブロックと、この導体線ブロックの導体線と同数でか
   つ前記発熱抵抗体アレイブロックの配列方向に延在する
   接続用導体線を上面に有しかつ前記導体線ブロックの前
   記他端部に対応する位置毎に開口部を設けた絶縁フィル
   ムとを具備し、前記各発熱抵抗体と前記各ダイオード、
   前記各ダイオードと前記導体線ブロックの端部を前記ダ
   イオードアレイブロックの接続用導体線によって電気的
   に接続し、前記導体線ブロックの他端部を前記絶縁フィ
   ルムの開口部を通して前記接続用導体線と電気的に接続
   したことを特徴とするサーマルヘッド装置。 ２、特許請求の範囲第１項に耘いて、ダイオードアレイ
   ブロックの導体線群は支持フィルムから突出しているこ
   とを特徴とするサーマルヘッド装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項においてダイオ
   ードプレイブロックは導体線ブロックの導体線群毎にブ
   ロック化したことを特徴とするサーマルヘッド装置。