(57)【要約】【課題】サーマルプリントヘッドのカバー体の低コスト化を可能にし、低コストで高品位なサーマルプリントヘッドを提供する。【解決手段】放熱基板１１上に抵抗体基板部１２Ａと駆動回路基板部１２Ｂを設け、前者では支持基板１３にグレーズ層１４、発熱抵抗体層１５、共通電極１６、個別電極１７、発熱部１８および保護膜１９を形成する。後者では駆動回路基板２０に駆動ＩＣ２１を封止材２２により封止し、配線回路が外部接続用コネクタ２３のコネクタピン２４に電気接続する。そして、抵抗体基板部１２Ａの一部および駆動回路基板部１２Ｂの上方をカバー体２５が覆う。ここで、カバー体２５は、樹脂製の基材から成り、基材の一部上面に金属材２８が取り付けられた構造になり、金属材２８がボルト孔２６に螺合したボルト２７により放熱基板１１に電気接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体が形成された抵抗体基板部と、前記発熱抵抗体を駆動する駆動ＩＣが備えられ外部接続用コネクタへの配線回路が形成された駆動回路基板部とを並べて搭載した放熱基板、及び、少なくとも前記駆動ＩＣの上方を覆うカバー体を有して成るサーマルプリントヘッドにおいて、
前記カバー体は、樹脂製の基材から成り、前記基材の一部上部あるいは一部内部に金属材が取り付けられた構造になっていることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記金属材は、前記サーマルプリントヘッドの記録媒体への画像形成の動作において、前記記録媒体が前記カバー体に摺接する領域に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記カバー体は、前記金属材が導電体材から成る前記放熱基板に電気接続するように前記駆動回路基板部に締結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像記録デバイスとして用いるサーマルプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、その発熱部の発熱を利用して、感熱記録式あるいは例えばインクリボンの熱転写式により記録媒体に文字などから成る画像を形成する出力用デバイスである。そして、バーコードプリンタや計量機、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンター等の各記録機器に広く利用されている。ここで、従来のサーマルプリントヘッドについて図２を参照して説明する。図２は従来技術におけるサーマルプリントヘッドを記録媒体が搬送される副走査方向に示した横断面図である。このサーマルプリントヘッドは、この副走査方向に直交する方向すなわち主走査方向に沿い所要の長さに延在する。
【０００３】
図２に示されるように、サーマルプリントヘッドは、例えばＡｌ（アルミニウム）金属から成る放熱基板１０１上に抵抗体基板部１０２Ａおよび駆動回路基板部１０２Ｂが隣接して設けられた構造になっている。そして、抵抗体基板部１０２Ａには、放熱基板１０１の主面上に例えばＡｌ2Ｏ3（アルミナ）等のセラミックスから成る支持基板１０３が貼着され、支持基板１０３上に例えば主走査方向に帯状に延在するグレーズ層１０４が設けられている。このグレーズ層１０４は例えばＳｉＯ２（酸化珪素）から成るガラス膜のスクリーン印刷法による細帯帯状の塗布形成とその焼成とにより形成される。
【０００４】
そして、グレーズ層１０４表面を被覆してサーメットのような抵抗体材料から成る発熱抵抗体層１０５が形成され、この発熱抵抗体層１０５に電気接続し所定の間隙を挟んで対向する例えばＡｌ金属から成る共通電極１０６および個別電極１０７が配列されている。ここで、上記間隙で露出する発熱抵抗体層１０５が発熱部１０８になる。この共通電極１０６、個別電極１０７および発熱部１０８で１つの発熱素子となり、この発熱素子はサーマルプリントヘッドの主走査方向に、所定数例えば２０５６個の発熱素子アレイとして一列に配設してある。そして、例えばＳｉＮ（窒化珪素）膜から成る保護膜１０９が全体を被覆するように形成されている。
【０００５】
一方、駆動回路基板部１０２Ｂは、放熱基板１０１に貼着した駆動回路基板１１０等から構成され、その基板表面に回路パターン（不図示）等が形成され、その一側縁に沿って駆動ＩＣ１１１等が搭載されている。そして、抵抗体基板部１０２Ａの各個別電極１０７端部と駆動ＩＣ１１１の各出力パッドとの間、および駆動ＩＣ１１１の入力パッドと駆動回路基板部１０２Ｂの回路パターンとの間がボンディングワイヤーＷで結線されている。そして、このようなワイヤーボンディング部および駆動ＩＣ１１１は、例えばエポキシ樹脂から成る封止材１１２によって気密封止される。更に、上記駆動回路基板１１０の他側縁に外部接続用コネクタ１１３が備えられ、コネクタピン１１４が駆動回路基板１１０表面の上記回路パターンに電気接続している。
【０００６】
そして、上記抵抗体基板部１０２Ａの一部および駆動回路基板部１０２Ｂの上方を覆うカバー体１１５が、ボルト孔１１６に螺合したボルト１１７により装着されている。このカバー体１１５は、例えばステンレスのような金属板を金型で成形したものであり、駆動ＩＣ１１１の表面およびワイヤーボンディング部を外的な機械力から保護し、また、駆動ＩＣ１１１の後述する静電気による静電破壊を防止する。そして、このカバー体１１５には、駆動回路基板１１０の回路パターン特にボルト１１７の締結領域に位置する下面に、例えば絶縁テープを貼り付けた絶縁材１１８が局部的に取り付けられている。また、支持基板１０３の個別電極１０７の配線パターン領域および上記ワイヤーボンディング部に位置する下面、コネクタピン１１４の位置する下面に絶縁材１１８が取り付けられている。
【０００７】
このサーマルプリントヘッドの画像形成の動作において、例えば感熱性をもつ記録媒体１１９が、発熱部１０８領域上の保護膜１０９といわゆるプラテンローラ１２０との間で挟圧され、副走査方向に所定の速度で圧送される。そして、このような搬送において記録媒体１１９が発熱部１０８により加熱され、その熱により印画される。ここで、上記カバー体１１５は記録媒体１１９の圧送のガイド機能を有する。また、このカバー体１１５は、上記圧送において発熱部１０８領域上に摺動接触する記録媒体１１９に発生する静電気をボルト１１７を通して徐電する。この徐電により駆動ＩＣ１１１の上述した静電破壊が防止され、更に高品位な画像形成が可能になる。
【０００８】
なお、上記したのと同様な構成のサーマルプリントヘッドは特許文献１などに記載されている。
【特許文献１】特開平０５−２２０９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のサーマルプリントヘッドでは、カバー体１１５の低コスト化が難しかった。これは、上記カバー体１１５にあっては、成形されたステンレスのような金属製の板金物が基材となり、サーマルプリントヘッドの所定箇所との絶縁性を確保するために、上記成形した板金物の必要箇所に絶縁材が局部的に取り付けられる構造になっているからである。そして、この絶縁材の形成において、例えば絶縁テープの局部的な貼着等の面倒な作業性が必要であるし、また、取り付ける絶縁材の位置精度を高めるためにはその作業時間が長くなることから、カバー体１１５が高コスト化し易い。また、カバー体１１５の基材が金属製の板金物であることから、その高価な金型を必要とし低コスト化を難しくしていた。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、サーマルプリントヘッドの上記カバー体の低コスト化を可能にし、低コストで高品位なサーマルプリントヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明にかかるサーマルプリントヘッドでは、発熱抵抗体が形成された抵抗体基板部と、前記発熱抵抗体を駆動する駆動ＩＣが備えられ外部接続用コネクタへの配線回路が形成された駆動回路基板部とを並べて搭載した放熱基板、及び、少なくとも前記駆動ＩＣの上方を覆うカバー体を有して成るサーマルプリントヘッドにおいて、前記カバー体は、樹脂製の基材から成り、前記基材の一部上部あるいは一部内部に金属材が取り付けられた構造になっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成により、サーマルプリントヘッドの上記カバー体の低コスト化が可能になり、低コストで高品位なサーマルプリントヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について図１を参照して説明する。ここで、図１は本発明にかかるサーマルプリントヘッドの記録媒体が搬送される副走査方向における横断面図である。以下、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のサーマルプリントヘッドでは、導電性の放熱基板１１上に抵抗体基板部１２Ａおよび駆動回路基板部１２Ｂが隣接して設けられている。そして、従来の技術で説明したのと同様に、抵抗体基板部１２Ａには、放熱基板１１の主面上に耐熱性および熱伝導性のよいセラミックス製の支持基板１３が貼着され、支持基板１３上に凸状のグレーズ層１４が形成される。また、グレーズ層１４上に発熱抵抗体層１５が配置され、この発熱抵抗体層１５に電気接続し所定の間隙を挟んで対向する共通電極１６および個別電極１７が配列されている。
【００１５】
そして、上記間隙で露出する発熱抵抗体層１５が発熱部１８になり、共通電極１６、個別電極１７および発熱部１８で１つの発熱素子が形成される。そして、この発熱素子はサーマルプリントヘッドの主走査方向に、所定数例えば２０５６個の発熱素子アレイとして一列に配設され、上記個別電極１７の配線パターンの端部を除いて、保護膜１９により全体が被覆されている。
【００１６】
また、駆動回路基板部１２Ｂには、従来の技術で説明したのと同様に、放熱基板１１に駆動回路基板２０が貼着され、その基板表面に回路パターン（不図示）等が形成され、その一側縁に沿って駆動ＩＣ２１等が搭載されている。そして、抵抗体基板部１２Ａの各個別電極１７端部と駆動ＩＣ２１の間、および駆動ＩＣ２１と駆動回路基板部１２Ｂの回路パターンとの間がボンディングワイヤーＷで結線されている。そして、このワイヤーボンディング部および駆動ＩＣ２１は、例えばエポキシ樹脂から成る封止材２２によって気密封止され、上記駆動回路基板２０の他側縁に外部接続用コネクタ２３が備えられ、コネクタピン２４が駆動回路基板２０表面の上記回路パターンに電気接続している。
【００１７】
そして、上記抵抗体基板部１２Ａの一部および駆動回路基板部１２Ｂの上方であって少なくとも駆動ＩＣ２１を覆うカバー体２５が、ボルト孔２６に螺合した導電性のボルト２７により装着されている。このカバー体２５は樹脂を基材とし、例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂材を射出成形したものである。そして、この樹脂製の基材から成るカバー体２５には、後述するサーマルプリントヘッドの動作において記録媒体が摺接する一部領域に例えばＡｌ金属板から成る金属材２８が取り付けられている。
【００１８】
具体的には、上記金属材２８は、支持基板１３の個別電極１７の配線パターン領域、ワイヤーボンディング部あるいは駆動ＩＣ２１に位置する上面に取り付けられ、導電性のボルト２７に電気接続するようになっている。ここで、上記記録媒体と摺接する領域では、金属材２８は、樹脂製の基材表面においてヘッドの主走査方向に沿って設けられ、ヘッドの主走査方向の少なくとも両端側に取り付けられた２つのボルト２７あるいはそれ以上のボルトに接続する。そして、これ等のボルト２７はその間に延在する金属材２８で接続されている。
【００１９】
なお、例えば上記２つのボルト２７の間に延在する金属材２８は、上記記録媒体と摺接する領域に形成された金属材２８に、その一部で連成するようになっていてもよい。また、上記ボルト２７に替えて例えばネジ、リベット等が用いられてもよい。いずれにしても、カバー体２５は、金属材２８が導電体材から成る放熱基板１１に電気接続するように例えば駆動回路基板部１２Ｂで締結される構成になっている。
【００２０】
上記金属材２８は、例えばいわゆるアウトサート成形により所定厚の金属板が樹脂製の基材の表面に付着固定され一体化して取り付けられる。また、金属板が上記基材の表面に貼着して取り付けられたものであってもよい。あるいは、上記カバー体２５は樹脂材と金属材がインサート成形により一体に形成された複合部材であってもよい。ここで、金属材２８は樹脂材の内部に完全に包まれるようになる。そして、このカバー体２５は、後述するサーマルプリントヘッドの画像形成時に生じる発熱あるいは記録媒体の摺接等により加熱されても、湾曲しないように好適な樹脂材、金属材２８およびそれ等の膜厚が選択される。
【００２１】
ところで、サーマルプリントヘッドの画像形成の動作において、記録媒体２９が、発熱部１８領域上の保護膜１９といわゆるプラテンローラ３０との間で挟圧され、副走査方向に所定の速度で圧送される。そして、このような搬送において記録媒体２９が発熱部１８により加熱され、その熱により印画される。ここで、上述したカバー体２５は、記録媒体２９の圧送のガイド機能を有することになるが、その湾曲しない好適な形状により、記録媒体２９と発熱部１８領域との一様な密着を可能にし、高品位の印画を容易にする。
【００２２】
また、カバー体２５の表面の金属材２８は、発熱部１８領域との摺接により記録媒体２９に発生する静電気をボルト２７を通して放熱基板１１へと徐電する。この徐電により駆動ＩＣ２１の上述した静電破壊が防止され、更に高品位な画像形成が可能になる。
【００２３】
そして、上記カバー体２５は、従来技術の場合と同様に、駆動ＩＣ２１の表面、ワイヤーボンディング部等を外的な機械力から保護する。
【００２４】
上記サーマルプリントヘッドにおいて、放熱基板１１は例えばＡｌ金属から成り、支持基板１３は、通常、耐熱性を有する絶縁体材料から成る支持基板であり、Ａｌ2Ｏ3セラミックスの他に、Ｓｉ（シリコン）、石英、炭化珪素等により構成される。そして、この支持基板１３は熱伝導性のよい両面テープ、シリコーン樹脂等の樹脂製接着剤により放熱基板１１表面に貼着される。
【００２５】
上記グレーズ層１４は、発熱部１８の発する熱を蓄積および放散する作用を有し、表面平滑性のある絶縁体材料であればよい。例えばＳｉＯ２から成るガラス膜の他にポリイミド樹脂等の低熱伝導性材料から成る。ここで、グレーズ層１４は支持基板１３表面の全体を被覆するように形成されていてもよい。
【００２６】
上記発熱抵抗体層１５は、例えばＴａＳｉＯ、ＮｂＳｉＯ、ＴａＳｉＮＯ、ＴｉＳｉＣＯ系の電気抵抗体材料から成る。そして、発熱部１８の通電用電極となる共通電極１６および個別電極１７は低抵抗になるほど好ましく、例えば、Ａｌ、Ｃｕ（銅）あるいはＡｌＣｕ合金等の金属を主材料に構成される。
【００２７】
そして、保護膜１９は、ＳｉＮ膜の他にＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ（酸窒化珪素）膜あるいはＳｉＣ（炭化珪素）膜等の硬質で緻密な熱伝導性のある絶縁体材料から成る。ここで、保護膜１９の最表面に少なくともＳｉと炭素（Ｃ）が含まれていると熱伝導性が高くなり好適である。この保護膜１９は、発熱素子アレイの通電用電極および発熱部１８を被覆し記録媒体の圧接あるいは摺接による磨耗、並びに大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する機能を有する。
【００２８】
そして、カバー体２５は、その基材がエポキシ樹脂の他に、熱硬化性あるいは熱可塑性のプラスチック、ポリイミド等の安価な樹脂から成る。また、その表面の金属材２８は、導電性を有し記録媒体２９との摺接に対し磨耗耐性を有する材料から成ればよい。
【００２９】
本実施形態では、サーマルプリントヘッドのカバー体２５は樹脂製の基材の一部表面に金属材２８が取り付けられた構造になる。このような構造であると、カバー体２５を構成する材料が安価になる。また、カバー体２５の一体成形により極めて簡便に製造できるようになり、その製造コストが大幅に低減する。そして、低コストで高品位なサーマルプリントヘッドが容易に提供できるようになる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００３１】
例えば、上記駆動ＩＣ２１は、抵抗体基板部１２Ａと同一の支持基板１３上に形成する構造であってもよい。
【００３２】
また、支持基板１３の主面には凸状グレーズ層１４の他に薄膜のグレーズ層が被覆するように形成されていても構わない。
【００３３】
なお、放熱基板１１への支持基板１３および駆動回路基板２０の貼着は、それぞれ異なる接着剤を用いて行うようにしてもよい。これは、支持基板１３および駆動回路基板２０が異なる熱膨張係数を有する場合に、クラックによる破損等を防止する上で好ましくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの記録媒体が搬送される副走査方向における横断面図。
【図２】従来技術におけるサーマルプリントヘッドの記録媒体が搬送される副走査方向における横断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１１…放熱基板，１２Ａ…抵抗体基板部，１２Ｂ…駆動回路基板部，１３…支持基板，１４…グレーズ層，１５…発熱抵抗体層，１６…共通電極，１７…個別電極，１８…発熱部，１９…保護膜，２０…駆動回路基板，２１…駆動ＩＣ，２２…封止材，２３…外部接続用コネクタ，２４…コネクタピン，２５…カバー体，２６…ボルト孔，２７…ボルト，２８…金属材，２９…記録媒体，３０…プラテンローラ，Ｗ… ボンディングワイヤー
【図１】
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【図２】
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