JP2012245764A - サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド基体の電極配線に接合された配線導体の剥離を低減する。
【解決手段】本発明のサーマルヘッドＸは、基板７、基板７上に配列された複数の発熱部９、および基板７上に設けられて、複数の発熱部９に電圧を印加するための電極配線１７、１９、２１を有するヘッド基体３と、配線基板５ａ、配線基板５ａ上に配置された配線導体５ｂ、および配線導体５ｂに接続されている電子部品３２を備えるフレキシブルプリント基板５とが接合され、フレキシブルプリント基板５が補強板３３上に配置されるものであり、フレキシブルプリント基板５に設けられた貫通孔３６と、補強板３３に設けられた穴部３８とが連通しているとともに、電子部品３２とフレキシブルプリント基板５とを接合する樹脂３４が、貫通孔３６および穴部３８に充填されていることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、複数の発熱部を有するヘッド基体と、電子部品を有するフレキシブルプリント基板とが接続された状態でフレキシブルプリント基板が補強板に配置されたサーマルヘッドが知られている。そして、フレキシブルプリント基板上の電子部品が、樹脂により封止され、フレキシブルプリント基板に固定して設けられているサーマルヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−２３２４７４号公報

しかしながら、フレキシブルプリント基板上に、電子部品が樹脂により固定されている場合に、フレキシブルプリント基板の変形によりこの電子部品に応力が作用すると、たとえ樹脂により電子部品が固定されていたとしても、電子部品がフレキシブルプリント基板から剥離する場合がある。

本発明のサーマルヘッドは、基板、基板上に配列された複数の発熱部、および基板上に設けられて、複数の発熱部に電圧を印加するための電極配線を有するヘッド基体と、配線基板、配線基板上に配置された配線導体、および配線導体に接続されている電子部品を備えるフレキシブルプリント基板とが接合され、フレキシブルプリント基板が補強板上に配置されている。また、フレキシブルプリント基板に設けられた貫通孔と、補強板に設けられた穴部とが連通しているとともに、電子部品とフレキシブルプリント基板とを接合する樹脂が、貫通孔および穴部に充填されている。

本発明によれば、フレキシブルプリント基板上に設けられた電子部品とフレキシブルプリント基板との接合を強固なものとすることができる。

本発明のサーマルヘッドの第１の実施形態を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドのII−II線断面図である。 （ａ）は図１のサーマルヘッドのIII−III線概略断面図であり、（ｂ）は図１に示すＡを拡大して示す平面図である。 本発明のサーマルプリンタの第１の実施形態の概略構成を示す図である。 本発明のサーマルヘッドの第２の実施形態を示す平面図である。 （ａ）は図５のサーマルヘッドのIII−III線概略断面図であり、（ｂ）は図５に示すＡを拡大して示す平面図である。 （ａ）は図５に示すサーマルヘッドの変形例を示す平面図であり、（ｂ）は図５に示すサーマルヘッドの変形例を示す平面図である。

以下、本発明のサーマルヘッドの第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸは、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント基板５（以下、ＦＰＣ５という）とを備えている。なお、第１の実施形態においてはＦＰＣ５上に設けられた電子部品は判別ＩＣ３２を用いて説明する。

放熱体１は、板状に形成されており、平面視で長方形状を有している。この放熱体１は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、本実施形態では、熱膨張係数が約２３．０×１０^−６／℃となっている。そして、後述するようにヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。また、放熱体１の上面には、両面テープや接着剤等（図示せず）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視で長方形状の基板７と、基板７上に設けられ、基板７の長手方向に沿って配列された複数（図示例では２４個）の発熱部９と、発熱部９の配列方向に沿って基板７上に並べて配置された複数（図示例では３個）の駆動ＩＣ１１とを備えている。

基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料や単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成することができる。本実施形態では、基板７は、アルミナセラミックスで形成されており、熱膨張係数が約７．３×１０^−６／℃となっている。この基板７の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。

基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。この蓄熱層１３は、基板７の上面全体に形成された下地部１３ａと、複数の発熱部９の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の***部１３ｂとを有している。この***部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された後述する第１保護層２５に良好に押し当てるように作用する。

また、蓄熱層１３は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高めるように作用する。この蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを高温で焼成することで形成される。

図１、図２に示すように、蓄熱層１３の上面には、電気抵抗層１５が設けられている。この電気抵抗層１５は、蓄熱層１３と、後述する共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間に介在し、図１に示すように、平面視において、これらの共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１と同形状の領域（以下、介在領域という）と、共通電極配線１７と個別電極配線１９との間から露出した複数（図示例では、２４箇所）の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１および図５では、この電気抵抗層１５の介在領域は、共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１で隠れている。

電気抵抗層１５の各露出領域は、上記の発熱部９を形成している。そして、この複数の露出領域（発熱部９）が、図１、図２に示すように、蓄熱層１３の***部１３ｂ上に列状に配置されている。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１では簡略化して記載しているが、例えば、１８０ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。

電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、後述する共通電極配線１７と個別電極配線１９との間に電圧が印加され、発熱部９に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

図１、図２に示すように、電気抵抗層１５の上面（より詳細には、上記の介在領域の上面）には、共通電極配線１７、複数の個別電極配線１９および複数の駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１が設けられている。これらの共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。

共通電極配線１７は、複数の発熱部９とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１に示すように、この共通電極配線１７は、基板７の一方の長辺（図示例では左側の長辺）に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延び、一端部（図示例では左側の端部）が主配線部１７ａに接続された２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延び、先端部（図示例では右側の端部）が各発熱部９に接続された複数（図示例では２４個）のリード部１７ｃとを有している。共通電極配線１７は、このように複数のリード部１７ｃが各発熱部９に接続されていることにより、複数の発熱部に共通して接続されている。また、各副配線部１７ｂの他端部（図示例では右側の端部）は、図１に示すように後述する第２保護膜２７に被覆されておらず、この他端部が後述するＦＰＣ５の配線導体５ｂと接続される接続部１７ｂｓになっている。そして、この共通電極配線１７は、この副配線部１７ｂに形成された接続部１７ｂｓがＦＰＣ５の後述する配線導体５ｂに接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。

複数の個別電極配線１９は、各発熱部９と駆動ＩＣ１１とを接続するためのものである。図１に示すように、各個別電極配線１９は、一端部（図示例では左側の端部）が発熱部９に接続され、他端部（図示例では右側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されるように、各発熱部９から駆動ＩＣ１１の配置領域に向かって個別に帯状に延びている。そして、各個別電極配線１９の他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間が電気的に接続されている。より詳細には、個別電極配線１９は、複数の発熱部９を複数（図示例では３つ）の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

複数の駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１に示すように、各駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部（図示例では左側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、他端部（図示例では右側の端部）が基板７の他方の長辺（図示例では右側の長辺）の近傍に配置されるように、帯状に延びている。駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の他端部は、図１、図２に示すように、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの接続部１７ｂｓと同様、後述する第２保護膜２７に被覆されておらず、この駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の他端部が、後述するＦＰＣ５の配線導体５ｂと接続される接続部２１ｓになっている。そして、この複数の駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続されるとともに、他端部（接続部２１ｓ）がＦＰＣ５の後述する配線導体５ｂに接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。

より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数の駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、この複数の駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流を供給するため
のＩＣ電源配線と、駆動ＩＣ１１およびこの駆動ＩＣ１１に接続された個別電極配線１９をグランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持するためのグランド電極配線と、後述する駆動ＩＣ１１内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号を供給するためのＩＣ制御配線とで構成されている。

駆動ＩＣ１１は、図１に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極配線１９の他端部（図示例では右側の端部）と駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の一端部（図示例では左側の端部）とに接続されている。この駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。

各駆動ＩＣ１１は、各駆動ＩＣ１１に接続された各個別電極配線１９に対応するように、内部に複数のスイッチング素子（図示せず）が設けられている。そして、図２に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子（図示せず）に接続された一方（図示例では左側）の接続端子１１ａが個別電極配線１９に接続されており、この各スイッチング素子に接続されている他方（図示例では右側）の接続端子１１ｂが駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のグランド電極配線に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極配線１９と駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線とが電気的に接続される。

上記の電気抵抗層１５、共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。

図１、図２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極配線１７の一部および個別電極配線１９の一部を被覆する第１保護層２５が形成されている。図示例では、この第１保護層２５は、蓄熱層１３の上面の左側の領域を覆うように設けられている。この第１保護層２５は、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。この第１保護層２５は、例えば、ＳｉＣ系、ＳｉＮ系、ＳｉＯ系およびＳｉＯＮ系等の材料で形成することができる。また、この第１保護層２５は、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の従来周知の薄膜成形技術や、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。また、この第１保護層２５は、複数の材料層を積層して形成してもよい。

また、図１に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１を部分的に被覆する第２保護層２７が設けられている。図示例では、この第２保護層２７は、蓄熱層１３の上面の第１保護層２５よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。第２保護層２７は、共通電極配線１７、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化や、大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、第２保護層２７は、共通電極配線１７および個別電極配線１９の保護をより確実にするため、図２に示すように第１保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。第２保護層２７は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成することができる。また、この第２保護層２７は、例えば、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

なお、ＦＰＣ５を接続する共通電極配線１７の副配線部１７ｂの端部（接続部１７ｂｓ
）および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部（接続部２１ｓ）は、第２保護層２７から露出しており、後述するようにＦＰＣ５が接続されるようになっている。

また、第２保護層２７には、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部を露出させるための開口部（図示せず）が形成されており、この開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極配線１９および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１自体の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。

ＦＰＣ５は、図１に示すように、ヘッド基体３の基板７の縁に沿って延びており、上記のように共通電極配線１７の副配線部１７ｂおよび各駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続されている。このＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層５ａの内部に複数の配線導体５ｂが配線された周知のものであり、各配線導体５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されるようになっている。このような配線導体５ｂは、一般に、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成されている。また、金属箔や導電性薄膜等によって形成される配線導体５ｂは、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによってパターニングされている。

より詳細にはＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層５ａの内部に形成された各配線導体５ｂがヘッド基体３側の端部で露出している。本実施形態では、樹脂層５ａはポリイミド樹脂で形成されており、また、配線導体５ｂは、銅で形成されている。この配線導体５ｂの厚さは、例えば、１５μｍ〜４０μｍとすることができる。ＦＰＣ５全体として熱膨張係数は約２５×１０^−６／℃となっている。そして、この各配線導体５ｂが、導電性接合材料、例えば、はんだ材料、または電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方導電性材料（ＡＣＦ）等からなる接合材（図示せず）によって、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの接続部１７ｂｓおよび各駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の接続部２１ｓに接合されている。

配線導体５ｂは、後述する補強板３３を貫通する接続端子（図示せず）によって、後述する補強板３３におけるＦＰＣ５が接着された面とは反対側の面に固定されたコネクタ３１に接続されている。

そして、ＦＰＣ５の各配線導体５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、共通電極配線１７は、正電位（例えば２０Ｖ〜２４Ｖ）に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続され、個別電極配線１９は、駆動ＩＣ１１および駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線を介して、グランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持された電源装置のマイナス側端子に電気的に接続されるようになっている。そのため、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電圧が印加され、発熱部９が発熱するようになっている。

また、同様に、ＦＰＣ５の各配線導体５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ電源配線は、共通電極配線１７と同様、正電位に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動ＩＣ１１が接続された駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のＩＣ電源配線とグランド電極配線との電位差によって、駆動ＩＣ１１に駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流が供給される。また、駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ制御配線は、駆動ＩＣ１１の制御を行う外部の制御装置に
電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動ＩＣ１１に供給されるようになっている。この電気信号によって、駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させることで、各発熱部９を選択的に発熱させることができる。

図２、図３に示すように、ＦＰＣ５と放熱体１との間には補強板３３が設けられている。この補強板３３は、例えば、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂で形成することができる。また、本実施形態では、補強板３３は、ガラスエポキシ樹脂で形成されており、熱膨張係数が約２０×１０^−６／℃となっている。この補強板３３の厚さは、例えば、０．６ｍｍ〜１．６ｍｍである。この補強板３３は、両面テープや接着剤等の接着層（図示せず）によって、ＦＰＣ５の下面に接着されることにより、ＦＰＣ５を補強するように作用している。

また、この補強板３３は、放熱体１に対向する面（図３および図４では下側の面）が、放熱体１の上面に両面テープや接着剤等（図示せず）によって接着されている。これにより、ＦＰＣ５が補強板３３を介して放熱体１上に固定されている。

そして、ＦＰＣ５の表面に判別ＩＣ３２が樹脂３４により固定されて設けられている。図３に示すように、ＦＰＣ５は、判別ＩＣ３２よりもヘッド基体３側に貫通孔３６を有しており、貫通孔３６は補強板３３に設けられた穴部３８と連通して設けられている。貫通孔３６および穴部３８には樹脂３４が充填されており、樹脂３４により判別ＩＣ３２とＦＰＣ５とが接合されている。

判別ＩＣ３２は、当該判別ＩＣ３２が有するメモリ内にヘッド基体３の抵抗値データ等のそれぞれのヘッド基体３特有のデータが記憶されており、サーマルヘッドＸの起動時あるいは作動時に、サーマルヘッドＸが有するヘッド基体３が所定のものか否かを判別する機能を有している。

図３（ｂ）に示すように、貫通孔３６は、判別ＩＣ３２の近傍に設けられており、判別ＩＣ３２の中央部に対応する位置に設けられている。貫通孔３６の径を判別ＩＣ３２よりも小さく設けることでＦＰＣ５の強度が低下することを抑えることができる。

補強板３３に設けられた穴部３８は、図３（ａ）に示すように、貫通孔３６の径と同じ大きさの開口３８ａが設けられており、補強板３３の内部をくり抜くように設けられている。言い換えると、補強板３３は、円柱形状にくり抜かれた穴部３８を有することとなる。

そして、平面視して、判別ＩＣ３２の発熱部９の配列方向における両端部、ヘッド基体３側および判別ＩＣ３２とＦＰＣ５との間の空間に樹脂３４が配置されており、樹脂３４により判別ＩＣ３２とＦＰＣ５とが接合されている。樹脂３４により、発熱部９の配列方向における両端部が接合されていることにより、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５の配線導体５ｂとを電気的に接続する端子を封止することができ、端子の破損を抑えることができる。

また、樹脂３４は、ＦＰＣ５の貫通孔３６および補強板３３の穴部３８に充填されており、ＦＰＣ５の貫通孔３６および補強板３３の穴部３８に充填された樹脂３４は、判別ＩＣ３２の発熱部９の配列方向における両端部、ヘッド基体３側の三方を接合する樹脂３４と一体的に設けられている。

樹脂３４としては、上述した第２保護層２７を形成するエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の有機樹脂材料で形成することができる。また、熱を加えて硬化する際に収縮する樹脂を
用いてもよい。つまり、硬化収縮率の高い樹脂を用いることで、硬化する際に、判別ＩＣ３２のＦＰＣ５に対する接合強度を向上させることができる。硬化収縮率の高い樹脂としては、２液性のエポキシ樹脂あるいはウレタン製の樹脂を例示することができる。

樹脂３４による判別ＩＣ３２の接合方法について説明する。ＦＰＣ５に例えばレーザー照射により貫通孔３６を設け、補強板３３に例えば切削加工により穴部３８を設ける。そして、貫通孔３６と補強板３８とが連通するように、補強板３３上にＦＰＣ５を配置して、例えば両面テープによりＦＰＣ５と補強板３３とを接合する。

次に、例えばディスペンサーにより、判別ＩＣ３２の３方に樹脂を塗布する。３方から塗布することにより、樹脂３２を設けない方向である判別ＩＣ３２のコネクタ３１側から、空気が逃げることができ、判別ＩＣ３２と樹脂３４との間に充填された樹脂に気泡が生成される可能性を低減することができる。それにより、サーマルヘッドの作動時における熱により、樹脂３４の内部に形成された気泡の膨張により、判別ＩＣ３２が破損する可能性あるいは判別ＩＣ３２が剥離する可能性を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドによれば、ＦＰＣ５に設けられた貫通孔３６と、補強板３３に設けられた穴部３８とが連通しており、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５とを接合する樹脂３４が、貫通孔３６および穴部３８に充填されていることから、樹脂３４と補強板３３とが強固に接合されることとなる。それにより、ＦＰＣ５上に配置された判別ＩＣ３２がサーマルヘッドに強固に接合されることとなる。そのため、判別ＩＣ３２の剥離する可能性を低減することができる。

また、判別ＩＣ３２が、平面視して発熱部９の配列方向における両端部およびヘッド基体３側の３方により固定されているため、例えば、判別ＩＣ３２に発熱部９の配列方向に外力が加えられても、判別ＩＣ３２が剥離することを抑えることができる。さらに、発熱部９の配列方向に垂直な方向に外力が働いても、判別ＩＣ３２が剥離することを抑えることができる。それにより、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５との接合が強固なため判別ＩＣ３２の剥離する可能性を低減することができる。

貫通孔３６および穴部３８が、判別ＩＣ３２のヘッド基体３側に設けられていることから、判別ＩＣ３２のコネクタ３１側の領域に樹脂３４を配置しなくてもよく、樹脂３４を配置するのに必要な領域がなくなるため、サーマルヘッドＸを小型化することができる。

なお、第１の実施形態ではＦＰＣ５として有機樹脂からなるフレキシブルプリント基板を用いる例を示したが、セラミックスあるいはガラス等の無機材料からなる基板を用いてもよい。また、図３では穴部３８が放熱体３３を貫通しない例を示したが、穴部３８が補強板３３を貫通していてもよい。穴部３８が補強板３３を貫通するように設けられることにより、補強板３３の下方に位置する放熱体１の表面にまで樹脂３４が配置されることになる。それにより、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５との接合強度をさらに高めることができる。

また、穴部３８に樹脂３４が充填されていると表現しているが、穴部３８に樹脂が充填されていない空間があってもよい。

なお、第１の実施形態では、穴部３８は、平面視して円形状をなしている例について示したが、これに限定されるものではない。例えば、穴部３８は、平面視して三角形状あるいは四角形状の多形状であってもよく、楕円形状であってもよい。穴部３８に樹脂３４を隙間なく充填しやすい点から、角のない円形状であることが好ましい。

次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、図４を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態のサーマルプリンタＺの概略構成図である。

図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺは、上述のサーマルヘッドＸ、搬送機構４０、プラテンローラ５０、電源装置６０および制御装置７０を備えている。サーマルヘッドＸは、サーマルプリンタＺの筐体に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、このサーマルヘッドＸは、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向、言い換えると主走査方向であり、図４においては紙面に直交する方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図４の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸの複数の発熱部９上、より詳細には保護膜２５上に搬送するためのものであり、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を有している。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸの発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送するようになっている。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱部９上に押圧するためのものであり、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

なお、本実施形態では、記録媒体Ｐの幅は、サーマルヘッドＸにおける蓄熱層１３の***部１３ｂの長さよりも大きくなっている。また、プラテンローラ５０の長さ、より詳細には、弾性部材５０ｂの長さは、サーマルヘッドＸにおける蓄熱層１３の***部１３ｂの長さよりも長くなっている。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸの発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給するためのものである。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸの発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給するためのものである。

本実施形態のサーマルプリンタＺは、図４に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体をサーマルヘッドＸの発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることで、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、図示しないが記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルムのインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行うことができる。

図５、図６を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸは、コネクタ３１が、ＦＰＣ５の両端部の２か所で接合されていること、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における中央部に判別ＩＣ３２が配置されていること、および貫通孔３６と穴部３８とが判別ＩＣ３２の下方に設けられている。

図６に示すように、平面視して、穴部３８の径が補強板３３の内部に向かうにつれて大きくなっている。言い換えると、穴部３８は断面視して台形形状を有している。それにより、穴部３８の開口３８ａよりも外側の領域にある樹脂３４により、判別ＩＣ３２の接合を強固にすることができる。

また、第２の実施形態においては、補強板３３として、放熱体１を突出させた突出部１ｂを用いている。それにより、放熱体１と補強板３３とを一体的に設けることができ、サーマルヘッドＸを構成する部品数を低減することができる。

図６（ｂ）に示すように、樹脂３４は、発熱部９の配列方向における両端部に配置されている。そして、判別ＩＣ３２の下方に設けられた貫通孔３６および穴部３８に樹脂３４が充填されており、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５とを接合している。

第２の実施形態によれば、判別ＩＣ３２が貫通孔３６および穴部３８により、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における中央部に設けられていることから、サーマルヘッドＸの作動時の熱によるＦＰＣ５の変形をＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における中央部で固定することとなる。そのため、特に変形量の大きいＦＰＣ５の両端部に生じる応力を低減することができる。

さらに、平面視して、穴部３８の径が補強板３３の内部に向かうにつれて大きくなることから、穴部３８の開口２８ａの外側に位置する樹脂３４により、補強板３３から樹脂３４が剥離しにくくなる。そのため、判別ＩＣ３２がＦＰＣ５から剥離することを抑えることができる。

なお、穴部３８の径を補強板３３の内部に向かうにつれて大きくするとともに、穴部３８の開口２８ａの径を貫通孔２６の径よりも大きくするとさらに樹脂３４とＦＰＣ５との接合強度を強くすることができる。

また、放熱体１と補強板３３とを一体的に設けた例を示したが、放熱体１と補強板３３とを別体として設けてもよい。その場合において、補強板３３に貫通する穴部３８を設けて、穴部３８と連通するように放熱体１にも穴部３８を設けてもよい。つまり、補強板３３を貫通して、放熱体１までわたって穴部３８を設けてもよい。放熱体１まで穴部３８を設けることにより、判別ＩＣ３２の接合強度をさらに高めることができ、判別ＩＣ３２の剥離を抑えることができる。

補強板３３および放熱体１に穴部３８を設ける場合に、補強板３３に設けられた穴部３８の開口２８ａより放熱体１に設けられた穴部３８の開口２８ａを大きくすることで、さらに樹脂３４の接合強度を高めることができる。また、補強板３３に設けられた穴部３８の形状を円柱形状として、放熱体１に設けられた穴部３８の形状を断面視して台形形状としてもよい。その場合においても、樹脂３４の接合強度を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、図７（ａ）に示すように、補強板３３に穴部３８と連通するように収容部３８ｂを設けてもよい。平面視して、収容部３８ｂを穴部３８よりも外側に配置して樹脂３４を充填することにより、補強板３３と樹脂３４との接合強度を高めることができ、樹脂３４が補強板３３から剥離しにくくなる。それにより、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５との接合強度を高めることができる。また、収容部３８ｂを補強板３３の裏面に設けることにより、簡単に収容部３８ｂを補強板３３に設けることができる。

また、補強板３３と放熱体１とを一体的に設ける場合には、放熱体１の内部に収容部３８ｂを設けてもよい。それにより、放熱体１と樹脂３４との接合強度を高めることができる。さらに、補強板３３と放熱体１とを別体として設ける場合に、放熱体１の上面に収容
部３８ｂを設けてもよい。その場合においても、補強板３３と樹脂３４との接合強度を高めることができる。

収容部３８ｂは、平面視して穴部３８よりも外側に設けられていればよく、その形状は限定されるものではない。例えば、平面視して、円形状であってもよく、矩形状であってもよい。

さらに図７（ｂ）で示すように、ヘッド基体３と補強板３３とが所定の空間３９を有して並置されており、補強板３３が、空間３９に向けて連通する連通部３８ｃを有しており、連通部３８ｃおよび空間３９に樹脂３４を充填してもよい。その場合においても、連通部３８ｃが樹脂３４と補強板３３との接合強度を高めるため、判別ＩＣ３２とＦＰＣ５との接合強度を高めることができる。また、空間３９に樹脂３４が充填されていることから、補強板３３と基板７との接合強度を高めることができる。そのため、補強板３３が基板７に強固に固定されることにより、ＦＰＣ５と基板７とが固定されることとなる。それにより、判別ＩＣ３２がサーマルヘッドＸに強固に接合されることとなる。

なお、図７（ｂ）においては、空間３９と穴部３８とが１つの連通部３８ｃにより連通している例を示したが、空間３９と穴部３８とが複数の連通部３８ｃにより連通されていてもよい。その場合においても、複数の連通部３８ｃにより補強板３３と樹脂４とが接合されるため、判別ＩＣ３２と補強板３３との接合強度を向上させることができる。

また、図５に示すサーマルヘッドＸでは、１つのＦＰＣ５に１つの補強板３３を接着しているが、これに限定されるものではなく、１つのＦＰＣ５に接着する補強板３３の数は、任意の数にすることができる。

なお、ＦＰＣ５上に設ける電子部品の例として、判別ＩＣ３２を用いて説明したが、これに限定されるものではない。電子部品としては、例えば、駆動ＩＣ、抵抗体、コンデンサ等を例示することができる。これらの電子部品においても、ＦＰＣ５に設けられた貫通孔３６と、補強板３３に設けられた穴部３８とが連通しており、電子部品とＦＰＣ５とを接合する樹脂３４が、貫通孔３６および穴部３８に充填されるように設けることで、ＦＰＣ５と電子部品との剥離を生じる可能性を低減することができる。

Ｘ サーマルヘッド
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ フレキシブルプリント基板
５ａ 樹脂層
５ｂ 配線導体
７ 基板
９ 発熱部
１１ 駆動ＩＣ
１７ 共通電極配線
１９ 個別電極配線
２１ 駆動ＩＣ−ＦＰＣ接続配線
３２ 判別ＩＣ
３３ 補強板
３４ 樹脂
３６ 貫通孔
３８ 穴部
３８ｂ 収容部
３８ｃ 連通部
３９ 空間

Claims (6)

1. 基板、該基板上に配列された複数の発熱部、および前記基板上に設けられて、複数の前記発熱部に電圧を印加するための電極配線を有するヘッド基体と、
   配線基板、該配線基板上に配置された配線導体、および該配線導体に接続されている電子部品を備えるフレキシブルプリント基板とが接合され、該フレキシブルプリント基板が補強板上に配置されるサーマルヘッドにおいて、
   前記フレキシブルプリント基板に設けられた貫通孔と、前記補強板に設けられた穴部とが連通しているとともに、前記電子部品と前記フレキシブルプリント基板とを接合する樹脂が、前記貫通孔および前記穴部に充填されていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記電子部品が、前記発熱部の配列方向における中央部に配置されている請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 平面視したときの前記穴部の径が前記補強板の内部に向かうにつれて大きくなる請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記補強板が、前記穴部と連通する収容部を有しており、
   該収容部が、平面視して前記穴部よりも外側に位置し、かつ前記樹脂が充填されている請求項１乃至３のいずれかに記載のサーマルヘッド。
5. 前記ヘッド基体と前記補強板とが所定の空間を介して並置されており、
   前記補強板が、前記空間に向けて連通する連通部を備え、該連通部および前記空間に前記樹脂が充填されている請求項１乃至４のいずれかに記載のサーマルヘッド。
6. 請求項１乃至５に記載のサーマルヘッドと、複数の前記発熱部に記録媒体を搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
   

Images