JPS6052365A - 感熱記録ヘッド - 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】 １、産業上の利用分野 本発明社感熱記録ヘッドに関するものである。

２、従来技術 感熱記録ヘッド（以下、単にヘッドと略す。）は、被記
録紙又は感熱紙等の被記録体に対して直接的に若しく拡
インクフィルムを介して当接された状態で、記録用の電
気信号によりて発熱部がドツト状に選択加熱され、これ
Ｋよりて被記録体にツ 画像等を記録できるように構成されている。

従来のヘッドでは一般に、基板上に発熱体層を設け、こ
の上に多数の対向電極を形成して発熱部を構成しており
、その（（！号）電極に対し基板外に配した集積回路（
以下、ＩＣと称する。）部から目的とする画像パターン
に対応した信号を与えるようにしている。

しかしながら、ＩＣ部を１外付け”　しているために、
ＩＣ部独自の配置スペースを要し、しかも発熱部側との
電気的接続（通常はリード線による接続）Ｏ信頼性、作
業性等に難がある。また、発熱部を作動させるＩＣ部の
電源容量は、通常の場合よシも大きくする（例えば５０
Ｖ、２０ｍＡとする）ことが、充分な発熱制御動作を行
なう上で必要である。

一方、特開昭５７−５３３７０号公報明細書には、基体
上に発熱部を設けると共に、この発熱部をいわゆるフィ
ルムキャリアテープ上にマウントしたＩＣ部によりて作
動させるようにしたヘッドが示されている。しかしなが
ら、この公知のヘッドには次の如き重大な欠陥がある。

（１）、ＩＣ部は発熱部と共通の基体に設けるのではな
く、フィルムキャリアテープ上に設けているので、この
テープ自体にＩＣ部に関連する各配線を微細パターンに
施す必要があシ、歩留が低下し易い。

（２）、フィルムキャリアテープ上にＩＣ部の共通電源
配線□を設けるので、その電源配線分のスペースをかな
り擬し、従ってＩＣ部の小力配線や制御用配線等金施す
実効面積が減る。このために、集積度が低下し、特に発
熱部へ向かう信号電極配線の本数を８本／ｍＬか設ける
ことができず、記録時の画像の解像度が悪くなる。

（３）、Ｌかも、フィルムキャリアテープ上では、ＩＣ
部の共通電源配線と上記信号電極に接続されるリードと
が平行に走る領域があるため、この領域で両者間に浮遊
容量が生じ、信号伝達速度が遅くなってしまう。例えば
、１０ＭＨｚで信号を送る能力が要求される場合、２Ｍ
Ｈｚの信号周波数しか得られない。この現象は、配線本
数を増やして集積度を高めたとしても回避できない０ ３、発明の目的 本発明の目的は、ヘッドの構成の簡略化、信頼性や組立
ての作業性の向上を図ると共に、集積度を低下させるこ
となしに電源容量を効果的に増大させ、集積度を上げて
も動作速度を大きくできるヘッドを提供することにある
。

４、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、発熱部と、この発熱部を作動させる集
積回路部（ＩＣ部）とが共通の支持体上に設けられ、前
記発熱部への信号電極配線と前記ＩＣ部とがフィルムキ
ャリアテープを介して互いに電気的に接続され、かつ前
記ＩＣ部の共通の電極配線が前記フィルムキャリアテー
プの裏面側及び／又は表面側に設けられていることを特
徴とする感熱記録ヘッドに係るものである。

本発明によれば、ＩＣ部を発熱部と共に共通の支持体上
に設けているので、ＩＣ部を外付けしていた従来のヘッ
ドに比べ構成を大幅に簡略化若しくはコンパクト化する
ことができる。また、特にＩＣ部のセットは、共通の支
持体上に固定し、かつ支持体上に形成した配線パターン
と電気的に接続することによって行なえるから、ＩＣ部
のセット及び発熱部との電気的接続の信頼性を向上させ
、かつその作業性等も向上させることが可能となる。

また、本発明によれば、ＩＣ部の共通の電極配線（特に
電源配線）を、発熱部への信号電極配線−ＩＣ部間のフ
ィルムキャリアテープの裏面側及び／又は表面側に設け
ているので、フィルムキャリアテープの占有領域の一部
をＩＣ部の電源配線域としても効果的に活用することが
でき、しかもこれを他の配線（例えば上記信号電極への
ＩＣ部からの出力線やＩＣ部の制御用配線）の領域に影
響を及ばずことなしに実現できる。従って、ヘッドの集
積度を低下させることなしに、ＩＣ部の電源配線を設け
ることができ、かつこの電源配線によって電源容量を大
きくとることができ、信頼性のよい動作にとって極めて
好都合である。

更に１本発明では、フィルムキャリアテープ上にはＩＣ
部を設けないと共に、ＩＣ部の共通電極配線（特に電源
配線）をフィルムキャリアテープ下及び／又は上　に設
けているために、フィルムキャリアテープの歩留が向上
すると同時に、上記共通電極配線によシ他の配線用の有
効面積を充分大きくとれ、集積度自体を大きく向上させ
る（例えば発熱部への信号電極配線の本数を１２〜１６
本／■とする）ことが可能である。また、上記共通電極
配線と他の配線との間の浮遊容量が大幅に減るように共
通電極配線を施せるので、信号伝達速度が大きく向上し
、特に１０ＭＨｚで信号を送ることも可能となる。従っ
て、本発明のヘッドは、解像度を高くしても動作スピー
ドが大きなものとなるのである。

５、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。

まず、第１図につき、本実施例によるヘッドの基本的構
成を説明する。

このヘッド２０によれば、共通の基体（例えばアルミニ
ウム基板）１上に、発熱部２を設けた抵抗体板（例えば
アルミナ等のセラミックス板）３と、多数（例えば６４
個）のＩＣチップ４を固定したプリント基板（例えにガ
ラス・エポキシ又はセラミックス板）５とが一定の間隙
６を置いて対向して固定されている。ＩＣチップ４と発
熱部２との電気的接続は、上記間隙６上にてプリント基
板５と抵抗体板３との間に架は渡されたフィルムキャリ
アテープ７によって行なわれている。

この接続方式を第２図〜第４図で詳述する０発熱部２は
、抵抗体板３上に被着された発熱体（例えば窒化タンタ
ル）層８上に形成されている例えばアルミニウム製の共
通の接地電極９と、同発熱体層８上において接地電極９
の長さ方向に多数本配列せしめられている例えばアルミ
ニウム製の４ａ号電極１０との各対向部分１１によって
形成されている。一方、ＩＣチップ４は一定個数毎に、
３０で示した分離ラインで互いに接合された別々のプリ
ント基板５上にマウントされ、プリント基板５上に所定
パターンに設けられた例えばアルミニウム製の配線１２
等に対し、Ａｕ又はＡｔ等のワイヤ１３によってワイヤ
ボンディングされている。なお、上記の各配線パターン
は簡略図示されている。

フィルムキャリアテープ７は、例えばポリイミド基板１
４上に、上記信号電極１０及び配線１２に対応した本数
（例えば６４本）の例えば銅箔製のり−ド１５が接着さ
れたものからなっている。これらのり−ド１５と信号電
極１０及び配線１２との接続はいわゆるビームリード方
式で行なってよく、リード１５の両端部を予め幾分張出
させておき、ここを熱圧着して接続を行なうことができ
る。

ＩＣチップ４Ｉｉ実際には５６個のパッド数を有してい
てよく、このうち出力配線１２用として３２個、データ
転送、制御用及び接地用配線１６に８個のパッドが使用
される。そして、残シの１６個のパッドは、第３図で明
示したように、各ＩＣチップ間に共通の電源配線（電源
からの「戻シ線」と称することがある。）１７への配線
１８のために用いられる。

この場合、第５図に示す如く、電源配線１７は、フィル
ムキャリアテープ７の基板１４の裏面側にてプリント基
板５の端部に沿って設けられている。

なお、上記した各電極又は配線６形成、ＩＣチップのマ
ウント及びワイヤボンディングは、公知の半導体装技術
によって行なえるので、それらの詳細な説明は省略する
。また、図示省略したが、第４図において抵抗体板３上
には更に、Ｓｉｎ、膜（酸化防止膜）及び酸化タンタル
膜（耐摩耗被膜）が順次被着され、発熱体層８下にはＳ
ｉｎ、膜等の熱保持層が敷かれ、その熱保持作用により
て供給電力を減少させて、熱サイクルを正確に制御して
いる。

上記の如くに構成されたヘッドは、次に示すように従来
のヘッドにはない優れた作用効果を奏し、極めて有用で
実用装置の高いものである。

まず、重要なことは、発熱部２と共にＩＣチップ４を共
通の支持体である基体１上に設けていることであシ、こ
れによって、ヘッド構成が著しく簡略化若しくはコンパ
クトなものとなる。この場合、特にＩＣ部は、ＩＣチッ
プ４のマウント及び配線へのワイヤボンディングで実装
されるが、作動時にＩＣチップ４から発生する熱は下地
の基板５（更には１）を通して放散されるから、ＩＣの
熱破壊を効果的に防止できる。また、プリント基板５は
発熱部２側の抵抗体板３に対し上記間隙６を置いて分離
して対向配置されているので、発熱部２で生じた熱はプ
リント基板５側へ殆んど伝達されることはなく、この点
でもＩＣ部を有効に保護することができる。

プリント基板５と抵抗体板３とが上記のように分離して
設けることの他の利点としては、そのように構成するこ
とによって抵抗体板３自体の幅を狭くできる（即ち小幅
で長尺状の抵抗体板にできる）から、発熱体層８を例え
ばスパッタ法で形成する際に抵抗体板３をスパッタ装置
内へ装入し易く、また一度に処理される抵抗体板の個数
も増やせるために量産性が向上することになる。

また、ＩＣチップ４をマウントするプリント基板５は、
第１図及び第２図に示した如く、ＩＣチップの一定個数
毎に別々に設けられていることも重要である。これは、
ＩＣチップのワイヤボンディングとの関連で顕著な効果
がある。一般に知られているように、全自動化されたワ
イヤボンディング時の歩留シは、ボンディング位置のず
れ等の要因からｏ、９９ｓ（９９，ｓｌであるとされ、
ワイヤ数（ｎ）　Ｋ応じて（０，９９８）になるものと
されている。

従りて仮に、上記とは異なって１枚のみのプリント基板
上に多数のＩＣチップをマウントしたとき、例えばワイ
ヤの総本数を３０００本とすれば歩留はｓｏｏ。

（０，９９８）　中０．００２５となることがある。こ
れに対し、本実施例のようにプリント基板５を幾つかに
分けると、プリント基板上のＩＣチップ数（従ってワイ
ヤ本数）を減らせるから、各プリント基板５上のＩＣチ
ップ数を例えば５００個にでき、このためにワイヤボン
ディングの歩留は各プリント基板について夫々（０，９
９８）　中０．３６７５となる。従って、本実施例のよ
うにプリント基板を複数（例えば６枚）Ｋ分けることに
よりて、歩留が大幅に向上することになる。

ＩＣチップ４は各プリント基板５毎にマウントされ、ワ
イヤボンディングされた後に、各プリント基板５が基体
ｌ上に接着等で固定されるが、この際、基体ｌには必ず
と言りてよい程反シがあシ、その表面は全体として平担
ではない。このため、仮に、１枚のみのプリント基板を
基体ｌ上に固定した場合、両者の密着性が恕＜、接着不
良が生じ易い。しかし、本実施例によれば、プリント基
板を分割し、個々に基体１上に固定できるので、上記に
比べて基体１の表面性の影響を緩和し、個々のプリント
基板５の基体１に対する密着性は良くなシ、接着強度が
向上する。加えて、各プリント基板５の位置は、その固
定時に独立して決めることができるから、例えにフィル
ムキャリアテープ７上の各リード１５に対し各配線１２
が可能な限シ正確に対応するように各プリント基板５を
位置ｔｉｌｌでき、その調整に自由度をもたせることが
できる０更に、本実施例によれば、上記の如くに位置調
整されたプリント基板５上の各配線１２と、発熱部２側
の信号電極配線１０との間が、上記したフィルムキャリ
アチーグアのリード１５によってビームリード方式で電
気的（及び機械的）に接続され、かつこの場合にＩＣチ
ップ４の複数個（図面では例えば２個）に対し１枚のテ
ープ７が使用されている。１個のＩＣチップ４に対し１
枚のテープ７を使用してもよいが、上記のように複数の
ＩＣＣテップクシ１枚テープ７を使用すれは、ヘッド全
体としてのフィルムキャリアテープの使用枚数を減らせ
、この分かなシのコストダウンを図れることになる。本
例のフィルムキャリアテープ７は夫々、ＩＣチップ４を
別のプリント基板５上にマウントしたために、配線とし
てのＣｕリード１５のみを所定パターンに設けるだけで
よく、そのパターンは簡略化できる。しかも、ＩＣチッ
プ４をすべてプリント基板５側に配し、これを配線１２
、リード１５、配線１０を介して発熱部２に接続する構
造であるから、ＩＣチップの実装密度を高めることがで
き、テープ７では配線本数に応じた数のリードを公知の
メタライジング技術で容易かつ正確に形成することがで
きる。

更に、本実施例で注目すべき構成は、第３図及び第５図
に示した如く、各ＩＣチップ４の共通の電源配線１７を
フィルムキャリアテープ７の占領域の裏面側に設けてい
ることである。従って、電源容量を増大させる（例えば
５０　Ｖｓ　２０　ｍＡに高める）べく設けられる電源
配線１７をフィルムキャリアテープ域を有効利用して設
けることができ、しかも他の配線域には実質的に影響は
与えないためにヘッドの集積度を高く維持できる。例え
ば、■Ｃチイプからの出力配線本数、即ち発熱部への信
号′電極本数を従来のものよシ大幅に増やせ、１２〜１
６本／ｗＩとすることができ、解像度が大きく向上する
Ｏ加えて、電源配線１７と他の配線とが平行に並ぶ領域
が著しく少なくなるので両者間の浮遊容蓋が非常に減少
し、これによって信号伝達スピードを大きく高めること
ができる。例えば、１０ＭＨｚの信号伝達能力が要求さ
れる場合でもその能力をほば完全に充たすことができる
。また電源配線１７は配線１８と同時に基板５上に蒸着
→エツチングの工程で形成でき、しかもフィルムキャリ
アテープ７上の配線１５とはテープ７自体で絶縁分離で
きるから、工数を増やすことなしに信頼性の良く電源ラ
インを形成できることになる。

第７図は、本発明の他の実施例によるヘッドの要部を示
すものである。

この例では、上述した電源配＃ｊ１７への配１Ｉｊ１８
を各チップ４間に共通に設け、この配線１８に対し両チ
ップの各パッドをワイヤボンディングによって接続して
いる。

このような接続方式によっても、既述した例と同様の効
果が得られる上に、共通の配線１８に両チップを接続す
るために配線の形成が容易となシ、またその占有面積も
減少させて出方配ｍ１２のピッチを詰められ、 第８図〜第１０図は、本発明の更に他の実施例を示すも
のである。

この例によれば、ＩＣＣタッグの電源配線１７を第９図
に示す如くフィルムキャリアテープ７の基板１４の表面
側に設け、プリント基板５上の配線１２に対し例えばビ
ームリード方式で接続している。一方、出力配線１２と
フィルムキャリアテープ７のリード１５との接続社第１
０図の如くにスルーホール１９を介して行ない、リード
１５をスルーホール１９がら裏面側へ導びき、テープ基
板１４の裏面からの露出端を配ＩＩｊ１１２と接続して
いる。

この接続方式では、フィルムキャリアテーファ自体に各
配＃１５及び１７を予め作成しておき、これをテープの
取付け（接着）後に対応する配線１２及び１８に夫々接
続することができる。従って、配線１５．１７の位置関
係はテープ７の製作時に既に正確に決めることが可能で
ある。

次に、上述した各実施例によるヘッドを使用した感熱記
録方法及びその装置を説明する。

第１１図の例によれば、上述したヘッド２ｏをインクフ
ィルム４１を介して被記録紙３３に当接させた感熱転写
タイプの感熱記録装置３９において、ケースお内に感熱
記録のための各種装置が組込まれている０ 被記録紙３３は、例えばカセット３４内に折畳み状態で
収納され、ローラー怒を経て熱転写部３６へ送られ、転
写後は矢印Ａの如く装置外へ排紙される。

インクフィルム４１は、供給ロール４２から、ガイドロ
ーラ４３、駆動ローラー４４を経て熱転写部３６へ送ら
れ、更ＫＫＭｈ　ｂ　−、ｒ　−４５から巻取りｏ−ｙ
−４６に巻取られる。なお、インクフィルム４１は、例
えば供給ロール４２とガイドｐ−２−４３との間で、熱
溶融性インク（図示せず）が塗布されるように構成され
ている。

インクフィルム４１の移動経路中において、駆動ローラ
ー４４の手前位置に熱溶融性インクを塗布したインクフ
ィルム４１を検出するための７オトセンサ（例えば赤外
光センナ）４７が配されている。

また被記録紙３３の検出用として、圧接ローラー４８の
手前位置にフォトセンサ（例えば赤外光センサ）４９が
配されている。

熱転写部３６には、上述したヘッド２ｏとプラテンｐ−
２−２４との組が設けられている。また、被記録紙３３
及びインクフィルム４１を挾着するための圧接ロー２−
４８が配されている。なお、図面中の矢印Ｂは、圧接駆
動機構を有することを示している。

こうした感熱記録装置３９において注目すべきことは、
第１２図に拡大図示する如くにプラテンローラー２４と
ヘッド２０との間に被記録紙３３とインクフィルム４１
とを発熱部２の位置で挾着して記録を行なう（即ち、イ
ンクフィルム４１上の熱溶融性インク５０を選択的に加
熱、溶融せしめて被記録紙３３上に記録パターン５０′
を形成する）際に１上述した如きヘッド構成に基いて発
熱部２を図中のヘッド左端側に設けることができること
から、記録直後に被記録紙３３をヘッド２０外へ取出せ
ることである。

この結果、記録後、まもない時間内に被記録紙３３上の
記録パターン５０を目視：することができ、極めて都合
がよい。これに反し、従来のヘッドのように、発熱部が
ヘッドの中間位置にある場合には、発熱部とヘッド端部
との間には本実施例のヘッドに比較してかな〕の距離が
あるため、その分だけ記録直後に被記録紙が出てくるま
でに時間を要し、使用者にとって扱いすらいという問題
が生じる。

第１３図には、感熱紙を用いる感熱記録装ｇ１．５９を
示し、これによれば、ケース５３内にて感熱紙５１が供
給ｐ−ル５２から繰出され、ヘッド２０とプラテンロー
ラー５４との間で挾着されてヘッド２０による加熱で選
択的に発色せしめられる。そして、この感熱紙は画像が
色パターンとして記録された状態で搬送ｐ−２−５５及
び５６間から排出される。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、発熱部及びＩＣ部の配置や形状、層構成、材料
、電気的接続方式等は七ｕ々変更してよい。

上述のプリント基板はヘッド全長に亘って１枚のみ使用
してよい。また、上述の電源配＆！１７は、テープ７０
表面及び裏面の双方に亘って設け−てもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は感
熱記録ヘッドの一部分の概略斜視図、第２図は第１図の
拡大平面図、 第３図は第２図の要部を更に拡大した平面図、第４図は
第３図のＸ−Ｘ線断面図、 第５図は第３図のＹ−Ｙ線断面図、 第６図は第２図のｚ−２線一部拡大断面図、第７図は他
の感熱記録ヘッドの第３図と同様の平面図、 第８図は更に他の感熱記録ヘッドの第３図と同様の平面
図、 第９図線第８図のＸ−Ｘ線断面図、 第１０図は第８図のＹ’−Ｙ’線断面図、第１１図は感
熱転写記録装置全体の概略断面図、第１２図は第１１図
の要部拡大図、 第１３図は感熱紙を用いる感熱記録装置全体の概略断面
図 である。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・・・・・・・基体 ２・・・・・・・・・・発熱部 ３・・・・・・・・・・抵抗体板 ４・・・・・・・・・・ＩＣチップ ５・・・・・・・・・・プリント基板 ７・・・・・・・・・・フィルムキャリアテープ８・・
・・・・・・・・発熱体層 ９・・・・・・・・・・接地電極 １０・・・・・・・・・・信号電極（配線）１２．１６
．１Ｂ・・・・・・・・・・配線１３・・・・・・・・
・・ワイヤ １５・・・・・・・・・・リード １７・・・・・・・・・・電源配線 ２０・・・・・・・・・・感熱記録ヘッド２４．５４・
・・・・・・・・・プラテン３３・・・・・・・・・・
被記録紙 ５０′・・・・・・・・・・記録パターン５１・・・・
・・・・・・感熱紙 である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏　（他１名）第３１月 ―Ｘ 第６図 第７１ヨ 第８■ Ｌ Ｙ′ 第９図 つｎ も１０図 塾１月］ Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発熱部と、この発熱部を作動させる集積回路部とが
   共通の支持体上に設けられ、前記発熱部への信号電極配
   線と前記集積回路部とがフィルムキャリアテープを介し
   て互いに電気的に接続され、かつ前記集積回路部の共通
   の電極配線が前記フィルムキャリアテープの裏面側及び
   ／又状表面側に設けられていることを特徴とする感熱記
   録ヘッド。