(57)【要約】【課題】サーマルヘッドを小型化することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供すること。【解決手段】複数個の発熱素子２及び該発熱素子２に電気的に接続される回路導体３を有したヘッド基板１と、複数個の配線導体５を有し、一端側が前記ヘッド基板１の端部に沿って配設されるＦＰＣ４と、を備え、該ＦＰＣ４の前記一端側を折り返すとともに、該折り返し部１３に位置する配線導体５をヘッド基板１上の回路導体３に対して電気的に接続したサーマルヘッドを構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発熱素子及び該発熱素子に電気的に接続される回路導体を有したヘッド基板と、複数個の配線導体を有し、一端側が前記ヘッド基板の端部に沿って配設されるフレキシブル配線基板と、を備え、該フレキシブル配線基板の前記一端側を折り返すとともに、該折り返し部に位置する配線導体をヘッド基板上の回路導体に対して電気的に接続したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
複数個の発熱素子及び該発熱素子に電気的に接続される回路導体を有したヘッド基板と、複数個の配線導体を有し、一端側が前記ヘッド基板の端部に沿って配設されるフレキシブル配線基板と、を備え、該フレキシブル配線基板の前記一端側の先端よりも内側の領域で前記配線導体を前記回路導体に電気的に接続するとともに、該接続部よりも前記一端側に位置するフレキシブル配線基板を折り返したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項３】
前記回路導体に接続される配線導体の接続部とフレキシブル配線基板の一端との間に、前記配線導体の一部が配されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段と、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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱素子の発する熱を利用して記録動作を行うサーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタに関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワードプロセッサ等のプリンタ機構としてサーマルヘッドが用いられている。かかる従来のサーマルヘッドは、例えば、図８に示す如く、上面に複数個の発熱素子２２及び発熱素子２２の両端に接続された回路導体２３が形成された四角形状のヘッド基板２１と、該ヘッド基板２１の回路導体２３に電気的に接続される複数個の配線導体２５を有したフレキシブル配線基板２４（以下、ＦＰＣと略記する）と、ヘッド基板２１とＦＰＣ２４とを接着材２７を介して上面で支持する支持部材３０と、で構成される。
【０００３】
ＦＰＣ２４は、プリンタ本体からの種々の印字信号（ドライバーＩＣ制御信号）や外部電源からの電力を発熱素子２２やドライバーＩＣ２９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いる。
【０００４】
尚、ヘッド基板２１とＦＰＣ２４との電気的接続は、例えば半田溶着による場合、ＦＰＣ２４の一端側の先端部で露出された配線導体２５の一部を、ヘッド基板２１の端部に沿って重畳させた上、この重畳部で配線導体とヘッド基板２１上の回路導体２３とを半田接合させることで行われる。
【特許文献１】特開２００１−３３４６９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７７１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近時のサーマルヘッドにおいては、プリンタの小型化に伴い、サーマルヘッドの小型化の要求が高まってきており、それに応じて、ＦＰＣ２４の小型化、特にヘッド基板２１の端部に沿った方向と直交する方向（本従来技術の場合、副走査方向）への小型化が望まれている。
【０００６】
一方、近年の発熱素子の高密度化に伴い、ＦＰＣ２４の配線導体２５のパターンが複雑化する傾向にあり、ＦＰＣ２４を副走査方向に小型化することが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて案出されたもので、その目的はサーマルヘッドを小型化することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のサーマルヘッドは、複数個の発熱素子及び該発熱素子に電気的に接続される回路導体を有したヘッド基板と、複数個の配線導体を有し、一端側が前記ヘッド基板の端部に沿って配設されるフレキシブル配線基板と、を備え、該フレキシブル配線基板の前記一端側を折り返すとともに、該折り返し部に位置する配線導体をヘッド基板上の回路導体に対して電気的に接続したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明のサーマルヘッドは、複数個の発熱素子及び該発熱素子に電気的に接続される回路導体を有したヘッド基板と、複数個の配線導体を有し、一端側が前記ヘッド基板の端部に沿って配設されるフレキシブル配線基板と、を備え、該フレキシブル配線基板の前記一端側の先端部よりも内側の領域で前記配線導体を前記回路導体に電気的に接続するとともに、該接続部よりも前記一端側に位置するフレキシブル配線基板を折り返したことを特徴とする。
【００１０】
更に本発明のサーマルヘッドは、上述のサーマルヘッドにおいて、前記回路導体に接続される配線導体の接続部とフレキシブル配線基板の一端との間に、前記配線導体の一部が配されていることを特徴とする。
【００１１】
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、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発熱素子及び回路導体を有するヘッド基板と、一端側が前記ヘッド基板の端部に沿って配設されるフレキシブル配線基板と、を備えたサーマルヘッドにおいて、該フレキシブル配線基板の前記一端側で前記配線導体を前記回路導体に電気的に接続したサーマルヘッドにおいて、該フレキシブル配線基板の前記一端側を折り返すとともに、該折り返し部に位置する配線導体をヘッド基板上の回路導体に対して電気的に接続したり、あるいは、フレキシブル配線基板の前記一端側の先端よりも内側の領域で前記配線導体を前記回路導体に電気的に接続するとともに、該接続部よりも前記一端側に位置するフレキシブル配線基板を折り返したことから、フレキシブル配線基板を折り返した分、該フレキシブル配線基板を前記ヘッド基板の端部に直交する方向に小型化することができ、サーマルヘッド及びサーマルプリンタの小型化に寄与できる。
【００１３】
また本発明によれば、前記回路導体に接続される配線導体の接続部と前記フレキシブル配線基板の一端との間に、前記配線導体の一部を配することにより、折り返し部で余った領域を有効活用し、フレキシブル配線基板を更に小型化することができる。またこの場合、配線導体の面積を広くすることができ、配線導体内に生じる電圧降下を小さくしてサーマルヘッドの消費電力低減に寄与することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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平面図、図２はその断面図である。それらの図に示される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（フレキシブル配線基板）と、該ＦＰＣ４に取着されるコネクタ６と、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】
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、種々の材料により形成可能であり、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】
またヘッド基板１上には、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】
発熱素子２は例えば３００ｄｐｉの密度でヘッド基板１の一辺に沿って主走査方向に直線状に配列されており、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、発熱素子２に電気的に接続される回路導体３を介して外部電源からの通電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】
また発熱素子２に接続される回路導体３は、例えば、発熱素子２の一端側に共通に接続される共通電極導体３aと、発熱素子２の他端側に個別に接続される個別電極導体３ｂと、で構成されている。共通電極導体３aは一部が発熱素子２の配列と略平行に配されるようにコの字状に形成されており、その両端がＦＰＣ４の配線導体５を介して所定のプラス電位（例えば２０Ｖ〜２５Ｖ）に保持された外部電源のプラス端子に接続される。また個別電極導体３ｂは一端がドライバーＩＣ９のスイッチング素子及びグランド端子、並びにＦＰＣ４の配線導体５を介してグランド電位（例えば０Ｖ〜２Ｖ）に保持された外部電源のマイナス端子に接続される。そしてドライバーＩＣ９のスイッチング素子がオン状態となったとき、共通電極導体３ａより個別電極導体３ｂへ電流が流れ、発熱素子２が所定の温度で発熱する。
【００２１】
尚、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。また発熱素子２や回路導体３上には、これらを被覆する保護膜８が被着されている。
【００２２】
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やドライバーＩＣ９に供給するためのＦＰＣ４が接続されている。
【００２３】
一方、ヘッド基板１に接続されるＦＰＣ４は、可撓性を有した複数の樹脂フィルム（ポリイミド樹脂等の樹脂材料により形成）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を介在させた構造を有している。
【００２４】
このＦＰＣ４は、その一端側を下面側（基板１側）に折り返すとともに、該折り返し部１３（ＦＰＣ４の一端側先端から折り返した部分までの領域をいう）に位置する配線導体５を露出させ、その露出部を半田や異方性導電樹脂材等の導電材を介してヘッド基板１の回路導体３に電気的に接続し、この接続領域を接続部１１としている。一方、ＦＰＣ４の他端側にはコネクタ６のコネクタピンが挿着されるコネクタ部１２が配されている。
【００２５】
このように、ＦＰＣ４の一端側を折り返して配線導体５とヘッド基板１上の回路導体３とを接続するようにしたことから、ＦＰＣ４を折り返した分、ＦＰＣ４を副走査方向に小型化することができ、ひいてはサーマルヘッドを小型化することが可能となる。
【００２６】
また本実施形態においては、接続部１１とＦＰＣ４の一端側の先端との間の領域にも配線導体５の一部が配されている。従って、ＦＰＣ４の折り返し部１３で余った領域を有効活用することができ、ＦＰＣ４を更に小型化することが可能となる。また上記領域に配線導体５を配することにより、配線導体５の面積を広くすることができ、配線導体５内に生じる電圧降下を小さくしてサーマルヘッドの消費電力低減に寄与することもできる。
【００２７】
ＦＰＣ４の接続部１１とＦＰＣ４の一端側の先端との間の領域に配される配線導体５としては、複数の配線導体同士を共通に接続することが可能な配線導体であることが好ましい。共通に接続可能な配線導体が好ましい理由は、共通に接続できる配線導体でない場合、この領域の配線導体にあまり電流が流れないため、上記領域に配線導体が存在する意義が小さいからである。
【００２８】
ＦＰＣ４の接続部１１とＦＰＣ４の一端側の先端との間の領域に配される配線導体５の例としては、ヘッド基板１上に搭載される複数のドライバーＩＣ９に同様の内容の信号が並列的に入力される信号、例えばクロック信号やラッチ信号、ストローブ信号等を供給する信号配線導体や、複数のドライバーＩＣ９のグランド端子に接続されるグランド配線導体等が好ましい。その理由は、例えばクロック信号を供給する信号配線導体の場合、各ドライバーＩＣ９に対して同様の信号がパラレルに入力されることから、ＦＰＣ４内で信号配線導体同士を共通に接続することが可能だからである。またドライバーＩＣ９のグランド端子に接続されるグランド配線導体の場合においても、グランド配線導体同士を共通に接続することができるからである。
【００２９】
またＦＰＣ４の他端側に接続されるコネクタ６は、コネクタピンの一部を筐体で収容した構造を有しており、筐体内にプリンタ側の図示しない外部接続部材が挿着された場合、サーマルヘッドをプリンタ内の電気回路と電気的に接続する作用を為す。
【００３０】
コネクタ６とＦＰＣ４との電気的接続は、ＦＰＣ４に設けられた孔付きのランド１５にコネクタピンを挿着し、コネクタピンがＦＰＣ４を貫通した状態で、コネクタピンを半田等の導電材料によってＦＰＣ４の配線導体５に固着される。
【００３１】
そして、ヘッド基板１が載置される支持部材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ようになっている。
【００３２】
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。
【００３３】
尚、ＦＰＣ４をヘッド基板１に対して導電材で接合（例えば半田接合）し、支持部材１０に載置してヘッド組立を完成させるには、下記工程を経た方法が採用される（図３参照）。
【００３４】
工程１：ヘッド基板１を土台に載置した状態で、コネクタ６が取着されたＦＰＣ４の配線導体５を半田等の導電材を介してヘッド基板１上の回路導体に電気的に接続する（図３（ａ））。
【００３５】
工程２：ＦＰＣ４とヘッド基板１との接続部よりも内側の領域を起点としてＦＰＣ４を上面側に折り曲げる（図３（ｂ））。
【００３６】
工程３：前記土台を取り外した後、ヘッド基板１とＦＰＣ４との接合体をアルミニウム等の良熱伝導性材料から成る支持部材１０の上面に両面テープ、接着剤等の接着材７を介して接着する（図３（ｃ））。
【００３７】
かくして上述したサーマルヘッドは、複数個の発熱素子２上に記録媒体を搬送しながら、これらの発熱素子２をドライバーＩＣ９の駆動に基づいて個々に選択的に発熱させるとともに、その熱を記録媒体に伝達させ、所定の画像を記録する。
【００３８】
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４に示す如く、サーマルヘッドＴを駆動する駆動手段Ｃと、上述の図示しない外部接続部材と、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１７や搬送ローラ１８等と、が配設される。
【００３９】
外部接続部材は、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、通常、所定外力によりコネクタ部材６に嵌合するように形状を対応させたコネクタ６と同一材料（たとえばナイロン製）の外部コネクタが好適に使用され、サーマルプリンタ内にサーマルヘッドＴを組み込む際、両コネクタが接続される。
【００４０】
このとき、コネクタ６に対して外部接続部材の挿入方向に大きな力が印加されたとしても、ＦＰＣ４のはみ出し部１３がコネクタ６の取着領域で重畳されているため、該重畳部で比較的ＦＰＣ４が折れ曲がったりしにくくなる。それ故、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。
【００４１】
一方、搬送手段としてのプラテンローラ１７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。
【００４２】
また搬送ローラ１８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１８と前述のプラテンローラ１７とで記録媒体の走行を支持している。
【００４３】
そして、これと同時に複数個の発熱素子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。
【００４４】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、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。
【００４５】
例えば、上述の実施形態においては、ヘッド基板１とＦＰＣ４とを半田等により電気的に接続するようにしたが、これに代えて、図５に示す如く、ヘッド基板１とＦＰＣ４とをボンディングワイヤ等により接続するようにしても良く、この場合も上述と同様の効果が得られる。
【００４６】
また上述の実施形態においては、ＦＰＣ４の一端側を折り返すとともに、該折り返し部に位置する配線導体５をヘッド基板１上の回路導体３に対して電気的に接続するようにしたが、これに代えて、図６に示す如く、ＦＰＣ４の一端側の先端よりも内側の領域で配線導体５を回路導体３に電気的に接続するとともに、該接続部よりも一端側に位置するＦＰＣ４を折り返すようにしてもよく、この場合も上述と同様の効果が得られる。更に、この場合、ＦＰＣ４の折り返し部を図７に示す如く、コネクタ６の取着領域まで延出させ、該延出部でコネクタ６のコネクタピンを貫通させて固定させておけば、コネクタ６がＦＰＣ４に対して安定的に保持されることとなり、コネクタ６にプリンタ側の外部接続部材を着脱する際の作業性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッドの平面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である（支持部材不図示）。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は図１のサーマルヘッドの組立工程を説明するための図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・ヘッド基板
２・・・発熱素子
３・・・回路導体
３ａ・・・共通電極導体
３ｂ・・・個別電極導体
４・・・ＦＰＣ
５・・・配線導体
６・・・コネクタ
７・・・接着材
８・・・保護膜
９・・・ドライバーＩＣ
１０・・・支持部材
１１・・・ＦＰＣの接続部
１２・・・ＦＰＣのコネクタ部
１７・・・プラテンローラ
１８・・・搬送ローラ
【図１】
2005238662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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