(57)【要約】【課題】コネクタの固定位置を安定化させておくことが可能な高性能のサーマルヘッド並びに生産性の高いサーマルプリンタを提供すること。【解決手段】発熱素子２及び回路導体３を有するヘッド基板１と、該ヘッド基板１を支持する支持部材１０と、前記回路導体３に電気的に接続される配線導体５を有するフレキシブル配線板４と、前記配線導体５と外部接続部材９とを電気的に接続する導通部材７をハウジング８で収容し、且つ該ハウジング８の内部に前記外部接続部材９が挿入されるコネクタ６と、を少なくとも備え、前記コネクタ６のハウジング８と支持部材１０とを嵌合させるとともに、両者の嵌合方向と前記外部接続部材９の挿入方向とを互いに異ならせるようにサーマルヘッド並びにサーマルプリンタを構成する。【選択図】図１
2004351798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子及び回路導体を有するヘッド基板と、
該ヘッド基板を支持する支持部材と、
前記回路導体に電気的に接続される配線導体を有するフレキシブル配線板と、
前記配線導体と外部接続部材とを電気的に接続する導通部材をハウジングで収容し、且つ該ハウジングの内部に前記外部接続部材が挿入されるコネクタと、を少なくとも備えたサーマルヘッドにおいて、
前記コネクタのハウジングと支持部材とを嵌合させるとともに、両者の嵌合方向と前記外部接続部材の挿入方向とを互いに異ならせたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記コネクタのハウジングと支持部材のそれぞれに対応する位置に凸部、凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッドと、前記コネクタのハウジングに挿入する外部接続部材と、発熱素子上に記録媒体を搬送する搬送手段と、サーマルヘッドを駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワードプロセッサやファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマルヘッド並びにそれを用いたサーマルプリンタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如く、発熱素子２２や回路導体２３が設けられたアルミナセラミックス製のヘッド基板２１と、フレキシブル配線板（以下、ＦＰＣと略記する）２４とを、アルミニウム等から成る支持部材３０上に載置固定した構造を有している。
【０００３】
かかるサーマルヘッドは、ヘッド基板２１上の発熱素子２２に外部電源からの電力を印加し、発熱素子２２を印字信号に基づいて選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を発熱素子２２上に搬送される感熱記録媒体に伝導させ、感熱記録媒体に所定の印字画像を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【０００４】
尚、前記ＦＰＣ２４は、プリンタ本体からの種々の印字信号や外部電源からの電力を発熱素子２２や図示しないドライバーＩＣに供給するためのものであり、可撓性を有した複数の樹脂フィルム間に銅箔等から成る配線導体２５を介在させた構造を有しており、その一端にはサーマルヘッドをプリンタ本体等に接続させるためのコネクタ２６が取着されている。
【０００５】
このコネクタ２６は、ＦＰＣ２４の配線導体に電気的に接続されるコネクタピン２７をハウジング２８で収容させて成り、かかるハウジング２８に固着されているコネクタピンをＦＰＣ２４の配線導体に半田接合させることによってＦＰＣ２４に固定されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１５０５４０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−１７３６９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のサーマルヘッドによれば、コネクタ２６は可撓性を有したＦＰＣ２４に支持されているだけで、不安定な状態で保持されていることから、サーマルヘッドをプリンタ本体に接続するにあたってコネクタ２６をプリンタ本体の外部接続部材に差し込んだり、逆に抜き取ったりする際、コネクタ２６に印加される外力によってＦＰＣ２４が途中で折れ曲がってしまったり、コネクタ２６がＦＰＣ２４より剥がれてしまう等の不具合を誘発することがあり、この場合、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が極めて煩雑であった。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑みて案出されたもので、その目的はコネクタの固定位置を安定化させておくことが可能な高性能のサーマルヘッド並びに生産性の高いサーマルプリンタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドは、発熱素子及び回路導体を有するヘッド基板と、該ヘッド基板を支持する支持部材と、前記回路導体に電気的に接続される配線導体を有するフレキシブル配線板と、前記配線導体と外部接続部材とを電気的に接続する導通部材をハウジングで収容し、且つ該ハウジングの内部に前記外部接続部材が挿入されるコネクタと、を少なくとも備えたサーマルヘッドにおいて、前記コネクタのハウジングと支持部材とを嵌合させるとともに、両者の嵌合方向と前記外部接続部材の挿入方向とを互いに異ならせたことを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明のサーマルヘッドは、前記コネクタのハウジングと支持部材のそれぞれに対応する位置に凸部、凹部を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
そして本発明のサーマルプリンタは、上述のサーマルヘッドと、前記コネクタのハウジングに挿入する外部接続部材と、発熱素子上に記録媒体を搬送する搬送手段と、サーマルヘッドを駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、コネクタと支持部材とを嵌合させるとともに、該嵌合方向と外部接続部材の挿入方向とを異ならせたことから、コネクタに対して外部接続部材を差し込んだ際に、その挿入方向に印加される外力に対してコネクタと支持部材との嵌合部が大きな抵抗となり、コネクタを支持部材に対して強固に固定させ、コネクタの固定位置を安定化させることができる。従って、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッドの断面図であり、同図に示すサーマルヘッドは大略的にヘッド基板１と、該ヘッド基板１に接続されるＦＰＣ４と、該ＦＰＣ４に取着されるコネクタ６と、前記ヘッド基板１を支持する支持部材１０とで構成されている。
【００１６】
前記ヘッド基板１はアルミナセラミックス等の絶縁材料や表面に絶縁膜が形成された単結晶シリコン等の半導体材料等、種々の材料から成っており、その上面には発熱素子２や回路導体３等が設けられ、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１７】
かかるヘッド基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、例えばアルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することによって製作される。
【００１８】
また前記ヘッド基板１の上面には、直線状に配置された複数個の発熱素子２や複数個の回路導体３等がそれぞれ取着されている。
【００１９】
前記発熱素子２はＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ、ＴａＳｉＮＯ、ＴａＮ等の電気抵抗材料から成っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、回路導体３等を介して外部電源からの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱記録媒体に印字画像を形成するのに必要な所定の温度、例えば２００℃〜３５０℃の温度に発熱する作用を為す。
【００２０】
尚、前記発熱素子２および回路導体３は従来周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィー技術を採用することによってヘッド基板１上に所定パターン、所定厚みに被着される。
【００２１】
またかかるヘッド基板１には、プリンタ本体からの種々の印字信号や外部電源からの電力を発熱素子２や図示しないドライバーＩＣに供給するためのＦＰＣ４が半田付け等によって接続されている。
【００２２】
前記ＦＰＣ４は、可撓性を有した複数の樹脂フィルム（ポリイミド樹脂製）間に、前記ヘッド基板１上の回路導体３に電気的に接続される複数個の配線導体５を介在させて成り、その一端にコネクタ６が取着されている。
【００２３】
前記コネクタ６は、ＦＰＣ４の配線導体５に対して電気的に接続される導通部材７（本実施形態においてはコネクタピン）をハウジング８で収容した構造を有している。具体的には、コネクタピン７の一端側をＦＰＣ４に対して貫通させ、該貫通させたコネクタピン７と配線導体５とを半田等の導電材によって電気的に接続させるとともに、コネクタピン７の他端側を箱型のハウジング８で保護した構造を有している。
【００２４】
このようなコネクタ６は、コネクタピン７でハウジング８内に外部接続部材９を挿入し、外部接続部材９とコネクタピン７とを接触させることによってサーマルヘッドをプリンタ本体に電気的に接続させるようにしており、これによってプリンタ本体からの印字信号等がＦＰＣ４を介してヘッド基板１上の発熱素子２やドライバーＩＣ等に供給される。
【００２５】
そして前記コネクタ６を構成するハウジング８の一部には、外部接続部材９の挿入方向と直交する方向（図面では下方）に突出した凸部８ａ（例えば高さ０．５ｍｍ〜２ｍｍ、幅１ｍｍ〜３ｍｍ）が設けられており、該凸部８ａを後述する支持部材１０に設けられる凹部１０ａに嵌合させることによってコネクタ６を支持部材１０に対して強固に固定している。
【００２６】
このため、コネクタ６の凸部８ａと支持部材１０の凹部１０ａとの嵌合方向が外部接続部材９の挿入方向に対して異なることとなり、外部接続部材９の挿入方向に印加される外力に対して凸部８ａと凹部１０ａとの嵌合部が大きな抵抗となる。従って、コネクタ６を支持部材１０に対して強固に固定し、コネクタ６の固定位置を安定化させることができ、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になるという利点がある。
【００２７】
尚、前記ＦＰＣ４は、その端部に導出される配線導体５をヘッド基板１上の回路導体３に半田を介して当接させ、しかる後、これをヒーターバーを用いて所定温度で溶融させ、前記回路導体３および配線導体５を半田接合することによってヘッド基板１に電気的に接続される。
【００２８】
そして上述したヘッド基板１は、アルミニウム等の良熱伝導性材料から成る支持部材５の上面に両面テープ等の接着部材を介して載置・固定されている。
【００２９】
前記支持部材１０は、その上面でヘッド基板１およびＦＰＣ４等を支持するとともに、ヘッド基板１中の熱の一部をヘッド基板１の下面を介して吸収することによりヘッド基板１の温度が過度に高温となるのを有効に防止するためのものである。
【００３０】
かかる支持部材１０は、その一部（本実施形態においては上面側）に前記凸部８ａに対応する凹部１０ａが設けられており、該凹部１０ａに対して凸部８ａが嵌合されることにより、コネクタ６が支持部材１０に強固に固定される。尚、凹部１０ａは凸部８ａと同様に、複数形成しても良いし、帯状に形成しても良い。
【００３１】
このような支持部材１０は、例えば、アルミニウム等のインゴット（塊）を従来周知の金属加工法により所定形状となすことによって製作される。
【００３２】
そして、上述のようなサーマルヘッドが組み込まれるサーマルプリンタには、図３に示す如く、サーマルヘッドＴを駆動する駆動手段Ｃと、上述の外部接続部材９と、記録媒体をサーマルヘッドＴの発熱素子２上に搬送する搬送手段としてのプラテンローラ１１や搬送ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ等と、が配設される。
【００３３】
前記駆動手段Ｃは、シフトレジスタやラッチ、スイッチングトランジスタ等を高密度に集積したドライバーＩＣや該ドライバーＩＣにストローブ信号やラッチ信号等の制御信号を供給する制御回路等を備えており、制御回路からの制御信号に基づいてドライバーＩＣ内のスイッチングトランジスタのオン・オフを切り換えることにより、発熱素子２の発熱を制御するようにしている。
【００３４】
また前記外部接続部材９は、サーマルプリンタと上述のサーマルヘッドとを電気的に接続するためのものであり、コネクタピン７の他端側の形状に対応する外部コネクタ部材が好適に使用され、サーマルプリンタ内にサーマルヘッドＴを組み込む際、コネクタ６のハウジング８内に挿入される。
【００３５】
このとき、コネクタ６に対して外部接続部材９の挿入方向に大きな力が印加されたとしても、該挿入方向と直交する方向に突出した凸部８ａと該凸部８ａに嵌合する凹部１０ａによってコネクタ６が固定されているため、ＦＰＣ４が折れ曲がったり、コネクタ６が剥がれたりすることが有効に防止され、サーマルヘッドＴとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させることが可能となる。
【００３６】
一方、搬送手段としてのプラテンローラ１１は、ＳＵＳ等の金属から成る軸芯の外周にブタジエンゴム等を３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の厚みに巻きつけた円柱状の部材であり、サーマルヘッドＴの発熱素子２上に回転可能に支持され、記録媒体を発熱素子２に対して押圧しつつ記録媒体を発熱素子２の配列と直交する方向（図中の矢印方向）に搬送する。
【００３７】
また前記搬送ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、その外周部が金属やゴム等によって形成されており、サーマルヘッドＴに対し記録媒体の搬送方向上流側と下流側に分かれて配設され、これらの搬送ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと前述のプラテンローラ１１とで記録媒体の走行を支持している。
【００３８】
そして、これと同時に多数の発熱素子２を駆動手段Ｃの駆動に伴い選択的にジュール発熱させ、これらの熱を記録媒体に伝導させることによって所定の印画が形成される。
【００３９】
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４０】
例えば、上述の実施形態においては、凸部をコネクタに、凹部を支持部材にそれぞれ設けるようにしたが、これに代えて、凸部を支持部材に、凹部をコネクタにそれぞれ設けるようにしても構わない。
【００４１】
また上述の実施形態において、凸部８ａや凹部１０ａを複数形成しても良いし、あるいは帯状に形成しても良い。
【００４２】
更に上述の実施形態においては、支持部材に設けられる凹部を支持部材の上面側に設けるようにしたが、下面側あるいは端面側に凹部を設けるようにしても構わない。
【００４３】
また更に上述の実施形態においては、支持部材がヘッド基板を直接支持しているが、これに変えて、支持部材とヘッド基板との間に他の部材を介在させても良い。
【００４４】
更にまた上述の実施形態において、図３に示す如く、凸部８ａの一部、もしくは全部を（図３においては一部）、断面積（凸部８ａの突出方向に対して直交する平面で切った断面積）が先端よりも後端側で大きくなるように設定しておけば、外部接続部材１０の挿入によって応力が集中し易い凸部８ａの後端側で強度を高くすることができ、これによってサーマルヘッドやサーマルプリンタの信頼性を高めることができる。尚、この場合凸部８ａの形状に対応させるべく、凹部１０ａの底面積を深さ方向に狭くなるように形成することが好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタと支持部材とを嵌合させるとともに、該嵌合方向と外部接続部材の挿入方向とを異ならせたことから、コネクタに対して外部接続部材を差し込んだ際に、その挿入方向に印加される外力に対してコネクタと支持部材との嵌合部が大きな抵抗となり、コネクタを支持部材に対して強固に固定させ、コネクタの固定位置を安定化させることができる。従って、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッドの断面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドを組み込んで構成したサーマルプリンタの概略側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるサーマルヘッドの断面図である。
【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１・・・ヘッド基板
２・・・発熱素子
３・・・回路導体
４・・・ＦＰＣ
５・・・配線導体
６・・・コネクタ
７・・・導通部材（コネクタピン）
８・・・ハウジング
８ａ・・・凸部
９・・・外部接続部材
１０・・・支持部材
１０ａ・・・凹部
【図１】
2004351798.tif 000003
【図２】
2004351798.tif 000004
【図３】
2004351798.tif 000005
【図４】
2004351798.tif 000006