JP2013028021A - 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】ヘッド基体と外部基板とが剥離を生じる可能性を低減することができるサーマルヘッドを提供する。
【解決手段】本発明のサーマルヘッドＸ１は、基板７、基板７上に設けられた複数の発熱部９、および発熱部９に電圧を印加するための電極１７ｂを有したヘッド基体３と、配線基板８、配線基板８上に設けられた配線導体１０、および配線導体１０を被覆する被覆層１４を有した外部基板５と、を備え、ヘッド基体３の電極１７ｂと外部基板５の配線導体１０とが異方導電性接着剤１６により接合されたものにおいて、外部基板５は、ヘッド基体３と接合される領域の上面に、配線導体１０が露出した露出部１２を有しており、露出部１２と電極１７ｂとがはんだ１８により接続されているとともに、はんだ１８が、露出部１２、外部基板８の側面、および電極１７ｂにわたって設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図６

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、ビデオプリンタあるいはカード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。これらのサーマルヘッドとしては、基板、基板上に設けられた複数の発熱部、および発熱部に電圧を印加するための電極を備えるヘッド基体と、配線基板、および配線基板上に設けられた配線導体を備える外部基板と、を異方導電性接着剤により接続したサーマルヘッドが知られている（特許文献１参照）。

特解平５−２２９１６０号公報

しかしながら、ヘッド基体と外部基板とを異方導電性接着剤により接続した場合、サーマルヘッドの作動時における熱の変化に伴って、異方導電性接着剤が熱膨張することにより、ヘッド基体と外部基板とが剥離を生じる可能性がある。

本発明のサーマルヘッドは、基板、基板上に設けられた複数の発熱部、および発熱部に電圧を印加するための電極を有したヘッド基体と、配線基板、配線基板上に設けられた配線導体、および配線導体を被覆する被覆層を有した外部基板とを備え、ヘッド基体の電極と外部基板の配線導体とが異方導電性接着剤により接合されている。外部基板は、ヘッド基体と接合される領域の上面に、配線導体が露出した露出部を有しており、露出部と電極とがはんだにより接続されているとともに、はんだが、露出部、外部基板の側面、および電極にわたって設けられている。

本発明によれば、ヘッド基体と外部基板とが剥離を生じる可能性を低減することができる。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの平面図である。 図１のサーマルヘッドのI−I線断面図である。 図１のサーマルヘッドのII−II線断面図である。 図１の外部基板を省略した平面図である。 図１のヘッド基体の電極のパターンと、図１の外部基板の配線導体のパターンを示す平面図である。 （ａ）はヘッド基体と、外部基板との接続状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すIII−III線断面図である。 本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの一実施形態を示す概略構成図である。 本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、（ａ）はヘッド基体と、外部基板との接続状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すIV−IV線断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、（ａ）はヘッド基体と、外部基板との接続状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すV−V線断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、（ａ）はヘッド基体と、外部基板との接続状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すVI−VI線断面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を示し、（ａ）は外部基板の配線導体のパターンを示す平面図であり、（ｂ）はヘッド基体と、外部基板との接続状態を示す平面図である。 （ａ）は、図１１（ｂ）に示すVII−VII線断面図、（ｂ）は、図１１（ｂ）に示すVIII−VIII線断面図、（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すIX−IX線断面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１〜４に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸ１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に接続された外部基板であるフレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）とを備えている。

放熱体１は、例えば、ＣｕまたはＡｌ等の金属材料で形成されており、平面視で長方形状である台板部１ａと、この台板部１ａの一方の長辺に沿って延びる突出部１ｂとを備えている。図２、３に示すように、突出部１ｂを除いた台板部１ａの上面には、図示していないが、両面テープや接着剤等によってヘッド基体３が接着されている。同様に、突出部１ｂ上には、両面テープや接着剤等によってＦＰＣ５が接着されている。また、放熱体１は、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。

図１〜４に示すように、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列状に配列された複数の発熱部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されている。アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料を用いて基板７を形成した場合、ヘッド基体３の熱膨張係数は約７×１０^−６／℃である。

図２、３に示すように、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、この下地部１３ａから部分的に隆起するとともに複数の発熱部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隆起部１３ｂとを有している。この隆起部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保護膜２５に良好に押し当てるように機能する。

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Ｘ１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。蓄熱層１３を形成するガラスとしては、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯおよびＢａＯを含有するもの、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＰｂＯを含有するもの、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢａＯを含有するもの、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯおよびＭｇＯを含有するものが挙げられる。

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、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３との間に介在し、図４に示すように、平面視において、これらの個別電極配線１９、共通電極配線１７、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３と同形状の領域（以下、介在領域という）と、個別電極配線１９と共通電極配線１７との間から露出した複数の領域（以下、露出領域という）とを有している。

電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配列されている。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１〜４では簡略化して記載しているが、例えば、１８０〜２４００ｄｐｉ程度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。なお、電気抵抗層１５がこのような電気抵抗の比較的高い材料で形成されていることから、発熱部９が電気抵抗層１５で形成されることとなる。

図１〜４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、個別電極配線１９、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３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、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３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。なお、図４は、後述する保護膜２５、被覆層２７および被覆部材２９の図示を省略したヘッド基体３示す平面図である。

共通電極配線１７は、図４に示すように、基板７の一方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に向かって延びる複数のリード部１７ｃとを有している。そして、図４に示すように、副配線部１７ｂの他端部がＦＰＣ５に接続されているとともに、リード部１７ｃの先端部が発熱部９に接続されている。これにより、ＦＰＣ５と発熱部９との間が電気的に接続されている。

個別電極配線１９は、図１〜４に示すように、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間に延びており、これらの間を接続している。より詳細には、個別電極配線１９は、複数の発熱部９をそれぞれ複数の群に分け、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。

グランド電極配線２１は、図４に示すように、発熱部９の配列方向に沿って、基板７の他方の長辺の近傍で帯状に延びている。このグランド電極配線２１上には、図３および図６に示すように、ＦＰＣ５および駆動ＩＣ１１が接続されている。

駆動ＩＣ１１は、図２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おり、個別電極配線１９の一端部とグランド電極配線２１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、後述するように、内部に複数のスイッチング素子（不図示）を有しており、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、内部のスイッチング素子に接続されている一方の接続端子１１ａ（以下、第１接続端子１１ａという）が個別電極配線１９に接続されており、このスイッチング素子に接続されている他方の接続端
子１１ｂ（以下、第２接続端子１１ｂという）がグランド電極配線２１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とグランド電極配線２１とが電気的に接続される。

なお、図示していないが、個別電極配線１９に接続された第１接続端子１１ａおよびグランド電極配線２１に接続された第２接続端子１１ｂは、各個別電極配線１９に対応して複数個設けられている。この複数の第１接続端子１１ａは、各個別電極配線１９に個別に接続されている。また、複数の第２接続端子１１ｂは、グランド電極配線２１に個別に接続されている。

ＩＣ制御配線２３は、駆動ＩＣ１１を制御するためのものであり、図１、４に示すように、ＩＣ電源配線２３ａとＩＣ信号配線２３ｂとを備えている。ＩＣ電源配線２３ａは、基板７の長手方向の両端部で基板７の右側の長辺の近傍に配置された端部電源配線部２３ａＥと、隣接する駆動ＩＣ１１間に配置された中間電源配線部２３ａＭとを有している。

図４に示すように、端部電源配線部２３ａＥは、一端部が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、グランド電極配線２１の周囲を回り込むようにして、他端部が基板７の右側の長辺の近傍に配置されている。この端部電源配線部２３ａＥは、一端部が駆動ＩＣ１１に接続されているとともに、他端部がＦＰＣ５に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間が電気的に接続されている。

端部電源配線部２３ａＥと中間電源配線部２３ａＭとは、これらの双方が接続された駆動ＩＣ１１の内部で電気的に接続されている。また、隣接する中間電源配線部２３ａＭ同士は、これらの双方が接続された駆動ＩＣ１１の内部で電気的に接続されている。

このように、ＩＣ電源配線２３ａを各駆動ＩＣ１１と接続することにより、ＩＣ電源配線２３ａが各駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。これにより、後述するようにＦＰＣ５から端部電源配線部２３ａＥおよび中間電源配線部２３ａＭを介して各駆動ＩＣ１１に電流を供給するようになっている。

ＩＣ信号配線２３ｂも同様に、図４に示すように、基板７の長手方向の両端部で基板７の右側の長辺の近傍に配置された端部信号配線部２３ｂＥと、隣接する駆動ＩＣ１１間に配置された中間信号配線部２３ｂＭとを有している。

上記の電気抵抗層１５、共通電極配線１７、個別電極配線１９、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３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など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リソグラフィー技術やエッチング技術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。また、駆動ＩＣ１１あるいは後述するＦＰＣ５と接合される共通電極配線１７、個別電極配線１９、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３に、めっき法によりＮｉめっきを施すことにより、図示しないが電極パッドを形成して、電極パッドを介して共通電極配線１７、個別電極配線１９、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３と駆動ＩＣ１１あるいはＦＰＣ５とを接合する。

図１〜３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の一部を被覆する保護膜２５が形成されている。図示例では、この保護膜２５は、複数の発熱部９の配列方向に沿って形成され、蓄熱層１３の上面の略左半分の領域を覆うように設けられている。なお、図示していないが、保護膜２５は、蓄熱層１３上に形成された電気絶縁層と、電気絶縁層上に形成された封止層と、封止層上に形成された耐摩耗層とを有している。

保護膜２５を形成することにより、被覆した発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９の部分が、酸素との反応によって酸化することを抑制したり、大気中に含まれている水分等の付着によって腐食することを抑制したりすることもできる。この保護膜２５を構成する電気絶縁層、封止層および耐摩耗層は、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、図１〜３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、ＩＣ制御配線２３およびグランド電極配線２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。図示例では、この被覆層２７は、蓄熱層１３の上面の略右半分の領域を部分的に覆うように設けられている。被覆層２７は、被覆した共通電極配線１７、個別電極配線１９、ＩＣ制御配線２３およびグランド電極配線２１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、被覆層２７は、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ制御配線２３の保護をより確実にするため、保護膜２５の端部に重なるようにして形成されている。被覆層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、この被覆層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。

また、駆動ＩＣ１１は、個別電極配線１９、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３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する部位の保護のため、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２、３に示すように、上記のように共通電極配線１７、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３に接続されている。このＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層の内部に複数の配線導体（プリント配線）が配線された周知のものであり、各配線導体がコネクタ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。なお、ＦＰＣ５を構成する樹脂層をポリイミド樹脂により形成した場合、ＦＰＣ５全体として熱膨張係数は約２５×１０^−６／℃となる。

また、ＦＰＣ５の強度を向上させるために、補強板（不図示）を設けてもよい。補強板は、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。なお、補強板をガラスエポキシ樹脂で形成した場合、熱膨張係数は約２０×１０^−６／℃である。

図５（ａ）はヘッド基体３を概略的に示す平面図であり、図５（ｂ）はＦＰＣ５を概略的に示す平面図である。また、図６（ａ）はヘッド基体３とＦＰＣ５との接続を概略的に示す平面図であり、図６（ｂ）はヘッド基体３とＦＰＣ５との接続を概略的に示す、図６（ａ）のIII-III線断面斜視図である。なお、図６（ａ）においてははんだ１８を省略し
て示している。また、図６（ａ）において、後述する異方導電性接着剤１６を一点鎖線で示し、以下の図面においても同様とする。

ＦＰＣ５は、配線基板８の上面および下面に所定の形状にパターニングされた配線導体１０が設けられており、配線導体１０が外面に露出しないように、配線導体１０を被覆する被覆層１４が設けられている。ＦＰＣ５は、共通電極配線１７、グランド電極配線２１およびＩＣ制御配線２３に接続するために、配線導体１０が露出した露出部１２を下面に設けている。そして、ヘッド基体３と接続される領域の上面に露出部１２が設けられている。つまり、露出部１２が、ＦＰＣ５の端部に発熱部９の配列方向に沿って設けられてい
る。そのため、露出部１２に位置する配線導体１０以外は、被覆層１４で覆われていることとなる。図５、６で示すＦＰＣ５は、上面および下面にそれぞれ露出部１２を有している。そして、ＦＰＣ５の露出部１２により露出した配線導体１０と、ヘッド基体３の電極（共通電極配線１７の副配線部１７ｂ）とが電気的に接続されている。

ＦＰＣ５の下面に位置する露出部１２と、ヘッド基体３の副配線部１７ｂとが異方導電性接着剤１６により接続されている。また、ＦＰＣ５の上面に位置する露出部１２とヘッド基体３の副配線部１７ｂとがはんだ１８により接続されているとともに、はんだ１８が、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたって設けられている。

そのため、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５とは、発熱部９の配列方向における端部において、異方導電性接着剤１６のみではなく、はんだ１８によっても固定されることとなる。それにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが発熱部９の配列方向における端部において、はんだ１８により機械的に固定されることとなり、接続強度を向上させることができる。

ＦＰＣ５の下面に位置する露出部１２と副配線部１７ｂは、異方導電性接着剤１６の圧着接続（以下、ＡＣＦ接続と称する場合がある）により電気的に接続されている。異方導電性接着剤１６は、熱硬化性の樹脂と、導電性粒子とを備えている。異方導電性接着剤１６を構成する熱硬化性の樹脂としては、熱硬化性のエポキシ樹脂を例示することができる。また、異方導電性接着剤１６を構成する導電性粒子としては、ＮｉまたはＡｌの金属粒子あるいは、セラミック粒子、有機樹脂をＡｕの金属でコーティングしたものを用いることができる。

また、ＦＰＣ５は、詳細は後述するが、ＦＰＣ５の内部に形成された各配線導体１０が、異方導電性接着剤１６によって、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの端部、グランド電極配線２１の端部およびＩＣ制御配線２３の端部にそれぞれ接続され、これらの配線１７，２１，２３とコネクタ３１との間を接続している。そして、コネクタ３１が、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接続され、個別電極配線１９は、接地電位（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に電流が供給され、発熱部９が発熱する。

また、コネクタ３１が、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、ＩＣ制御配線２３のＩＣ電源配線２３ａ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ＩＣ電源配線２３ａとグランド電極配線２１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圧が印加される。また、ＩＣ制御配線２３のＩＣ信号配線２３ｂは、駆動ＩＣ１１の制御を行う制御装置（不図示）に接続される。

これにより、制御装置からの制御信号が端部信号配線部２３ｂＥを介して駆動ＩＣ１１に伝送され、この駆動ＩＣ１１に伝送された制御信号が中間信号配線部２３ｂＭを介して、隣接する駆動ＩＣにさらに伝送される。この制御信号によって、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ことで、発熱部９を選択的に発熱させることができる。

ここで、ヘッド基体とＦＰＣとを異方導電性接着剤により接続した場合、異方導電性接着剤が、サーマルヘッドの作動時に生じる熱に起因して熱膨張することにより、ヘッド基体とＦＰＣとが剥離する可能性があった。また、はんだ等の金属による接続に比べて、異
方導電性樹脂１６による接続強度は低い。

サーマルヘッドＸ１は、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが異方導電性接着剤１６により接続されている場合においても、ＦＰＣ５の露出部１２とヘッド基体３の副配線部１７ｂとが、異方導電性接着剤１６に加えて、はんだ１８により接続されていることから、ＦＰＣ５が熱膨張して変形が生じた場合においても、はんだ１８がヘッド基体３とＦＰＣ５とを機械的に強固に接続することとなる。

それにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接合強度を向上させることができる。そのため、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが剥離する可能性を抑えることができ、破損する可能性を低減させたサーマルヘッドＸ１とすることができる。

また、ＦＰＣ５の露出部１２とヘッド基体３の副配線部１７ｂとをはんだ１８により接続することから、ヘッド基体３の副配線部１７ｂ、ＦＰＣ５の側面、具体的には配線基板８の側面、およびＦＰＣ５の露出部１２上とがはんだ１８により接続されることとなる。そのため、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続強度を向上させることができる。

さらに、ヘッド基体３の上面、ＦＰＣ５の側面、およびＦＰＣ５の上面にわたりはんだ１８が設けられていることから、図６（ｂ）においては上下方向である、ヘッド基体３とＦＰＣ５との積層方向に応力が生じた場合においても、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが剥離する可能性を低減することができる。特に、ＦＰＣ５のヘッド基体３と接続される領域の上面に設けられた露出部１２にはんだ１８が設けられていることから、ヘッド基体３とＦＰＣ５との積層方向の接続強度を向上させることができ、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが剥離が生じる可能性を低減することができる。

サーマルヘッドＸ１は，ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における両端部をはんだ１８により強固にヘッド基体３に固定することができ、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向に応力が生じた場合においても、異方導電性接着剤１６が、生じた応力を緩和することができる。そのため、ヘッド基体３とＦＰＣ５との剥離が生じる可能性を抑えることができる。

ＦＰＣ５が、ヘッド基体３と接続される領域の上面に、配線導体１０が露出した露出部１２を有しており、露出部１２と副配線部１７ｂとがはんだ１８により接続されているとともに、はんだ１８が、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたって設けられていることにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５とを異方導電性接着剤１６にて接続した後に、はんだ１８を用いて、容易にヘッド基体３とＦＰＣ５との接続をさらに強固なものとすることができる。

また、異方導電性接着剤１６に加えて、はんだ１８を用いてヘッド基体３とＦＰＣ５とを接続することから、接続強度を向上させることができるとともに、はんだ１８を介して配線導体１０と、副配線部１７ｂとを接続することから、電気的な抵抗を低減することができる。

ここで、発熱部の配列方向における端部において、異方導電性接着剤の熱膨張に起因してヘッド基体と、ＦＰＣとが剥離を生じた場合、生じた剥離が、発熱部の配列方向における中央部に向けて広がる場合がある。特に、ヘッド基体とＦＰＣとを熱膨張係数差が大きい材料により形成した場合、熱膨張係数差に伴う応力が集中しやすい発熱部の配列方向における端部にて、剥離が生じる可能性がある。

サーマルヘッドＸ１は、露出部１２が、ＦＰＣ５の端部に発熱部９の配列方向に沿って設けられていることから、発熱部９の配列方向における端部において、ヘッド基体３とＦ
ＰＣ５とが剥離する可能性を低減することができる。それにより、剥離が中央部に向けて広がる可能性を低減することができる。

また、露出部１２が、発熱部９の配列方向に沿って設けられていることから、発熱部９の配列方向に対して、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続強度を強固なものとすることができ、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが剥離する可能性を低減することができる。

なお、はんだ１８を用いて、配線導体１０と副配線部１７ｂを接続した例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、配線導体１０と共通電極１７とをはんだ１８を用いて接続してもよく、配線導体１０とＩＣ電極配線２３ａ、２３ｂとをはんだ１８を用いて接続してもよい。

また、ＦＰＣ５の上面における配線導体１０を複数の矩形状の配線導体１０が、ヘッド基体３側に延びた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、共通電極１７上の配線導体１０において、配線導体１０のパターンを副配線部１７ｂと同じ幅を有するものとしてもよい。それにより、露出部１２により露出する配線導体１０の面積を増加させることができる。そのため、はんだ１８による接続面積を増加させることができ、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５との接続をより強固なものとすることができる。

次に、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタＺ形態について、図７を参照しつつ説明する。図７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７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Ｘ１、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Ｘ１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Ｘ１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７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７の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１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Ｘ１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Ｘ１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Ｘ１における蓄熱層１３の隆起部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Ｘ１における蓄熱層１３の隆起部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Ｘ１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Ｘ１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。

本発明の実施形態に係るサーマルプリンタＺは、図７に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１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。
＜第２の実施形態＞
図８を用いて第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２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Ｘ２は、ＦＰＣ５が切欠部２０を有しており、切欠部２０の縁に露出部１２が配置され、切欠部２０および露出部１２にはんだ１８が設けられている。その他の構成はサーマルヘッドＸ１と同様であり説明を省略する。

サーマルヘッドＸ２は、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における端部に、切欠部２０が発熱部９の発熱方向に沿って設けられている。そして、切欠部２０の縁に被覆層１４が露出した露出部１２が形成されている。

そして、切欠部２０、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたってはんだ１８が設けられている。

このように、サーマルヘッドＸ２は切欠部２０を有しており、切欠部２０および露出部１２にはんだ１８が設けられていることから、切欠部２０にはんだ１８を収容することができる。そのため、図８に示したＲ方向である、発熱部９の配列方向における直交する方向にはんだ１８が流れ出る可能性を低減することができる。

また、切欠部２０にはんだ１８を収容することができることから、発熱部９の配列方向における直交する方向のサーマルヘッドＸ２の大きさを小さくすることができ、サーマルヘッドＸ２を小型化することができる。

なお、ＦＰＣ５の側面とは、ＦＰＣ５の側面のみならず、切欠部２０を構成する面も含む概念である。
＜第３の実施形態＞
図９を用いて第３の実施形態に係るサーマルヘッドＸ３について説明する。サーマルヘッドＸ３は、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における端部にＦＰＣ５が切り欠かれて、切欠部２０が設けられている。切欠部２０は発熱部９の配列方向に沿って設けられている。そして、切欠部２０は、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向に垂直な方向における端部と所定の距離をあけて設けられている。つまり、切欠部２０よりも図９に示すＲ方向にＦＰＣ５が位置することなる。切欠部２０の縁に露出部１２が設けられており、平面視して、Ｕの字状の露出部１２が設けられている。

そして、切欠部２０、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたってはんだ１８が設けられている。また、ヘッド基体３とＦＰＣ５との間にはんだ１８が配置されている。

切欠部２０が、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向に垂直な方向の端部と所定の距離をあけて設けられていることから、切欠部２０よりも図９に示すＲ方向にＦＰＣ５が位置するこ
ととなる。そのため、はんだ１８が図９に示すＲ方向に向けて流れ出ることを抑えることができ、ヘッド基体３上にはんだ１８が広がることを抑えることができる。

また、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向に垂直な方向の端部と所定の距離をあけて設けられていることから、ＦＰＣ５が大きくなることを抑えることができ、サーマルヘッドＸ３を小型化することができる。

さらに、切欠部２０が、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における端部に設けられていることから、発熱部９の配列方向に応力が生じた場合においても、発熱部９の配列方向において、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５との剥離する可能性を抑えることができる。

また、切欠部２０が、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向に沿って設けられていることから、発熱部９の配列方向に応力が生じた場合においても、発熱部９の配列方向において、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５との剥離する可能性を抑えることができる。

ヘッド基体３とＦＰＣ５との間にはんだ１８が配置されていることから、図９（ｂ）においては上下方向である、ヘッド基体３とＦＰＣ５との積層方向における接続強度を向上させることができ、ヘッド基体３とＦＰＣ５との積層方向にヘッド基体３とＦＰＣ５との剥離が生じる可能性を抑えることができる。
＜第４の実施形態＞
図１０を用いて第４の実施形態に係るサーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、ＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における端部に開口部２２が設けられており、開口部２２の縁に露出部１２が設けられている。そのため、平面視して、矩形状に露出部１２が設けられている。

そして、開口部２２、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたってはんだ１８が設けられている。

サーマルヘッドＸ４は、開口部２２が設けられており、開口部２２にはんだ１８が設けられていることから、はんだ１８が開口部２２に収納されることとなり、はんだ１８がＦＰＣ５の外部に流れ出ることを抑えることができる。そのため、はんだ１８が図１０で示すＲ側、および発熱部９の配列方向にむけて流れ出ることを抑えることができる。

また、開口部２２にはんだ１８を収納していることから、発熱部９の配列方向、発熱部９の配列方向に直交する方向の接続強度を向上させることができ、ＦＰＣ５をヘッド基体３に強固に接続することができる。
＜第５の実施形態＞
図１１、１２を用いて第５の実施形態に係るサーマルヘッドＸ５について説明する。サーマルヘッドＸ５は、配線基板８の一方の面に配線導体１０を設けて、配線導体１０を被覆する被覆層１４を有したＦＰＣ５を用いている。そして、ＦＰＣ５に形成された配線導体１０は、異方導電性接着剤１６により副配線部１７ｂに接続された複数の第１配線導体１０ｂと、はんだ１８により副配線部１７ｂに接続された第２配線導体１０ａとを有している。また、複数の第１配線導体１０ａの一端同士が接続部２４により接続されている。その他の構成は、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２と同様であり、説明を省略する。

ＦＰＣ５の第１配線導体１０ａは、矩形状をして図１１に示すＲ方向の端部に向けて延びており、それぞれの第１配線導体１０ａの一端は、ＦＰＣ５の端部にまで到達している。そして、ＦＰＣ５の端部にまで到達した第１配線導体１０ａの一端同士が、接続部２４により接続されている。そのため、第１配線導体１０ａは、内部に図１１に示すＲ方向に
向けて延びるスリットが設けられた構造となっている。

そして、はんだ１８は、切欠部２０、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、ヘッド基体３とＦＰＣ５との間の空間、および副配線部１７ｂにわたって設けられている。

そのため、異方導電性接着剤１６をＡＣＦ接続しても、図１１に示すＲ方向に異方導電性接着剤１６が流れ出ることを抑えることができ、はんだ１６を設ける位置に副配線部１７ｂ上に異方導電性接着剤１６が付着することを抑えることができる。それにより、はんだ１８と副配線部１７ｂとの接続強度が低下することを抑えることができる。

なお、第１の実施形態に係るサーマルヘッドＸ１と第５の実施形態に係るサーマルヘッドＸ５を組み合わせてもよい。具体的には、第１配線導体１０ａの一端同士を接続部２４にて接続して、第１配線導体１０ａの一端同士、および接続部２４に対応するＦＰＣ５の上面に露出部１２を設けて、露出部１２、ＦＰＣ５の側面、および副配線部１７ｂにわたってはんだ１８を設けてもよい。

それにより、はんだ１８を設ける位置に異方導電性接着剤１６が流れ出ることを抑えることができ、はんだ１８と副配線部１７ｂとの接続強度が低下することを抑えることができる。さらに、露出部１２における第１配線導体１０ａの露出する面積を増加させることができ、はんだ１８と露出部１２との接続強度を向上させることができる。

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。なお、実施形態Ｘ１〜Ｘ５を任意に組み合わせてもよい。

実施形態Ｘ１〜Ｘ５では、配線導体として、矩形状の配線導体が複数設けられた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、一枚の大きな矩形状の配線導体としてもよい。

また、露出部１２、切欠部２０、および開口部２２をＦＰＣ５の発熱部９の配列方向における端部に設けた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、発熱部９の配列方向における中央部に、露出部１２、切欠部２０、および開口部２２を設けてもよいし、発熱部９の配列方向における端部、および中央部に設けてもよい。異方導電性接着剤１６により接続され、ヘッド基体３とＦＰＣ５との接続強度が低い部位をはんだ１８により、接続強度を向上させればよい。

上記実施形態のサーマルヘッドＸ１では、保護膜２５が、電気絶縁層、封止層および耐摩耗層の３つの層を積層した積層体によって形成されているが、保護膜２５の積層構成はこれに限定されるものではない。例えば、図示しないが、電気絶縁層と封止層との間や、封止層と耐摩耗層との間に他の層が介在していてもよい。

上記実施形態のサーマルヘッドＸ１では、例えば、サーマルヘッドＸ１のように、蓄熱層１３は、下地部１３ａ上にこの下地部１３ａから部分的に隆起する隆起部１３ｂを設けることによって、基板７上で部分的に隆起する隆起部が形成されているが、蓄熱層１３の構成はこれに限定されるものではない。例えば、下地部１３ａを設けず、隆起部１３ｂのみで蓄熱層１３が構成されていてもよい。

上記実施形態のサーマルヘッドＸ１では、例えば、図１〜図４に示すように、下地部１３ａと隆起部１３ｂとを有する蓄熱層１３が基板７上に形成されているがこれに限定されるものではない。例えば、隆起部１３ｂを設けず、蓄熱層１３が下地部１３ａのみで構成
されていてもよい。

なお、サーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺの例について説明したが、このサーマルヘッドＸ１に代えて、サーマルヘッドＸ２〜Ｘ５のいずれかを用いてサーマルプリンタＺを構成してもよい。

Ｘ１〜Ｘ５ サーマルヘッド
Ｚ サーマルプリンタ
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ フレキシブルプリント配線板
７ 基板
８ 外部基板
９ 発熱部
１０ 配線導体
１２ 露出部
１３ 蓄熱層
１３ｂ 隆起部
１４ 被覆層
１５ 電気抵抗層
１６ 異方導電性接着剤
１７ 共通電極配線
１８ はんだ
１９ 個別電極配線
２０ 切欠部
２２ 開口部
２４ 接続部

Claims (7)

1. 基板、該基板上に設けられた複数の発熱部、および該発熱部に電圧を印加するための電極を有したヘッド基体と、
   配線基板、該配線基板上に設けられた配線導体、および該配線導体を被覆する被覆層を有した外部基板と、を備え、
   前記ヘッド基体の前記電極と前記外部基板の前記配線導体とが異方導電性接着剤により接合されたサーマルヘッドにおいて、
   前記外部基板は、前記ヘッド基体と接合される領域の上面に、前記配線導体が露出した露出部を有しており、該露出部と前記電極とがはんだにより接続されているとともに、
   該はんだが、前記露出部、前記外部基板の側面、および前記電極にわたって設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記露出部が、前記外部基板の端部に前記発熱部の配列方向に沿って設けられている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記外部基板は切欠部を有しており、該切欠部の縁に前記露出部が配置され、前記切欠部および前記露出部にはんだが設けられている、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記切欠部が、前記外部基板の端部に前記発熱部の配列方向に沿って設けられている、請求項３に記載のサーマルヘッド。
5. 前記切欠部が開口部であり、該開口部の縁に前記露出部が設けられている、請求項３または４に記載のサーマルヘッド。
6. 前記配線導体が、前記異方導電性接着剤により前記電極に接続された複数の第１配線導体と、前記はんだにより前記電極に接続された第２配線導体とを有しており、
   複数の前記第１配線導体の一端部同士が接続されている、請求項１乃至５のいずれかに記載のサーマルヘッド。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。

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