サーマルヘッドおよびサーマルプリンター
【課題】外乱光の影響を受け難い信頼性の高いサーマルヘッドを提供する。
【解決手段】回路パターンが形成される基板１１０と、前記基板１１０上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子１４５と、前記回路パターンに接続され前記発熱素子１４５を発熱駆動させる駆動ＩＣ１２０と、前記駆動ＩＣ１２０を前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜１３５と、を有し、前記異方性導電膜１３５は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド１。
【解決手段】回路パターンが形成される基板１１０と、前記基板１１０上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子１４５と、前記回路パターンに接続され前記発熱素子１４５を発熱駆動させる駆動ＩＣ１２０と、前記駆動ＩＣ１２０を前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜１３５と、を有し、前記異方性導電膜１３５は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の１つとしてサーマルプリンターが知られている。サーマルプリンターは、発熱素子が直線的に配置されたサーマルヘッドを有している。サーマルヘッドに配置された発熱素子は、通電により選択的に発熱する。そして、この熱エネルギーが感熱紙に含まれる発色剤と選択的に反応することにより、感熱紙上に種々の情報を印刷する。この印刷方式は、感熱発色方式と呼ばれている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドは、絶縁基板上に列状に配置された多数の発熱素子を駆動ＩＣによって発熱駆動するように構成されている。発熱素子は、コモン電極と個別電極に導通しており、個別電極は、駆動ＩＣの出力パッドに異方性導電膜によって接続されている。駆動ＩＣは、印刷データにしたがって所定の出力パッドをオンとし、このオンとなった出力パッドに対応する個別電極と上記コモン電極間に電流が流れ、所定の発熱素子が発熱駆動される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のサーマルヘッドに用いられる駆動ＩＣは、外部からの光による光電効果により起電力が発生し、駆動ＩＣが誤動作する場合がある。駆動ＩＣが誤動作すると正常な印刷がなされず、著しい場合はサーマルヘッドが破壊する虞がある。上述のサーマルヘッドは、異方性導電膜で個別電極と駆動ＩＣの出力パッドとを接続しているのみであり、この種の課題に対応していない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例１）回路パターンが形成される基板と、前記基板上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子と、前記回路パターンに接続され前記発熱素子を発熱駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣを前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜と、を有し、前記異方性導電膜は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【０００８】
この構成によれば、サーマルヘッドは、遮光性を有する異方性導電膜で駆動ＩＣがフェースダウン接続される。そのため、駆動ＩＣの能動面が、遮光性を有する異方性導電膜で覆われる構造となり、駆動ＩＣは光の影響を受け難い。その結果、サーマルヘッドの駆動ＩＣは、外乱光による誤動作が低減される。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【０００９】
（適用例２）前記異方性導電膜は、前記基板と前記駆動ＩＣとを接着する樹脂と、前記樹脂中に前記基板と前記駆動ＩＣとを接続する導電粒子と、前記樹脂中に着色材を含有するマイクロカプセルと、を有することを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１０】
この構成によれば、異方性導電膜は、樹脂と導電粒子と着色材を含有するマイクロカプセルとで構成される。着色剤を含有するマイクロカプセルは、駆動ＩＣの実装時に融解もしくは壊れて、内包されている着色剤が外に染み出し拡散する。そのため、樹脂は着色され遮光性を有することができる。その結果、駆動ＩＣの能動面は、着色され遮光性を有する異方性導電膜で覆われる構造となり、外乱光の影響を受け難い。従って、サーマルヘッドの駆動ＩＣは、外乱光による誤動作が低減される。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【００１１】
（適用例３）上記のサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドの発熱素子列部分で圧接するプラテンとを有することを特徴とするサーマルプリンター。
【００１２】
この構成によれば、サーマルプリンターは、外乱光による誤動作が発生しにくいサーマルヘッドを備えることができる。そのため、信頼性の高いサーマルプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図。
【図２】カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図３】カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図４】プリンター機構部の側断面を示す側断面図。
【図５】サーマルヘッドの取付を説明する側面図。
【図６】サーマルヘッドの外観斜視図。
【図７】サーマルヘッドのヘッド基板の平面図。
【図８】サーマルヘッドの駆動ＩＣ接続部の部分断面図。
【図９】異方性導フィルムの構造を示す断面図。
【図１０】駆動ＩＣの実装手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１５】
（サーマルプリンターの全体構成について）
本実施形態の印刷装置としてのサーマルプリンターを、図１〜３を参照して説明する。図１は、サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図である。図２は、カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図であり、図３は、カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図である。
【００１６】
このサーマルプリンターは、ＰＯＳシステム等に用いられ、レシートやクーポン等を印刷して発行することに適用される。サーマルプリンターは、ロール状の感熱紙を使用して、この感熱紙に情報を印刷する。なお、図１〜図３に示すＸ方向は、印刷される感熱紙の幅方向を示し、Ｚ方向は、サーマルヘッド部での感熱紙の紙送り方向を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向を示す。
【００１７】
図１〜３に示すように、サーマルプリンター１００は、外装ケース部２００と、プリンター機構部３００と、図示しない制御部を有している。図２および図３に示すプリンター機構部３００は、回路基板等からなる制御部とともに図１に示す外装ケース部２００に収容される。詳しくは、プリンター機構部３００は、樹脂等からなる下ケース２０５に固定され、側面部および後方部は、上ケース２１０に覆われており、そのＹ方向の前方部分は、パネル２１５により覆われている。さらに、プリンター機構部３００の上面は、上部カバー２２０に覆われている。
【００１８】
図２に示すように、プリンター機構部３００は、印刷された感熱紙を切断するための紙カット部２０およびロール状の感熱紙を収納保持するためのロール紙ホルダー３０を備えている。図１に示すパネル２１５の上部にはこの紙カット部２０が配置され、紙カット部２０はカッタカバー２２５で覆われている。このカッタカバー２２５は、図１中矢印Ａ方向にスライドさせて引き出すことができる。
【００１９】
図１に示すように、上ケース２１０の上面のＸ方向の一方の側には、オープンボタン２３０が設けられている。オープンボタン２３０は、図１中矢印Ｂ方向に押し下げられることによって、プリンター機構部３００に設けられたカバーオープンレバー２３５を、支点２４０を中心に回転させることができる。カバーオープンレバー２３５は、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０のロック機構と係合しており、時計方向に回転されることにより、ロック機構が解除される。さらに、カバーフレーム１０は、上部カバー２２０と結合されている。
【００２０】
そのため、矢印Ｂ方向にオープンボタン２３０を押下げると、カバーオープンレバー２３５が時計方向に回転されてロック機構が外され、上部カバー２２０が矢印Ｃ方向に開き、ロール紙ホルダー３０が露出する。すなわち、この状態が、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０が開いた状態である。このようにすることにより、ロール状の感熱紙のセットもしくは取り出しができる。
【００２１】
なお、本実施形態で使用する感熱紙は、発色剤がバインダー等により保持されている発色層からなる印刷面を有し、この印刷面を外面に順次積層され構成されているロール状の感熱紙である。以降、このロール状の感熱紙をロール紙と呼ぶ。
【００２２】
（プリンター機構部について）
次いで、プリンター機構部の詳細を図２〜５を参照して説明する。図４は、プリンター機構部の側断面を示す側断面図である。図５はサーマルヘッドの取付を説明する側面図であり、（ａ）はサーマルヘッドが本体フレームに取り付けられた状態を示す部分側面図、（ｂ）はサーマルヘッドを本体フレームに取り付ける過程を示す部分側面図である。なお、図４および図５に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００２３】
図２〜４に示すように、プリンター機構部３００は、本体フレーム６０とカバーフレーム１０と、ロール紙ホルダー３０と、紙カット部２０と、印刷部７０と、を備えている。図２に示すように、本体フレーム６０は、板金等からなり、Ｚ方向上方およびＹ方向前方に開口を有する略箱型に形成されている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の上部後方に設けられている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の後部両側の上端部に設けられた支軸６８を中心として開閉自在に取り付けられている。カバーフレーム１０には、カバーフレーム１０を閉じた際にロール紙との接触を避けるための円弧状の蓋部１５が設けられている。また、本プリンターの設置角度を変える場合、すなわち、例えば縦置きにする場合、この蓋部１５は、ロール紙を受ける保持部材としても機能する。
【００２４】
ロール紙ホルダー３０は、本体フレーム６０の箱状に形成された内部の後方に、上記カバーフレーム１０に覆われて設けられている。ロール紙ホルダー３０は、樹脂等により形成され、中央部にロール紙の最大径に相当する略円弧状のくぼみを有し、本体フレーム６０の底部に、円弧状のくぼみの側面開口が本体フレーム６０の両側面側に向くように取り付けられている。本体フレーム６０の内側の両側面部分は、ロール紙の側面ガイド部として機能する。そのため、ロール紙は、側面を本体フレーム６０の内側の両側面部分に幅方向の動きを規制され、ロール紙ホルダー３０の略円弧状のくぼみに回転自在に保持される。
【００２５】
図３に示すように、紙カット部２０は、本体フレーム６０の前方すなわちカバーフレーム１０の支軸６８とは相対する位置に設けられている。紙カット部２０は、可動刃２１およびその駆動手段が収納されている。可動刃２１は駆動手段により、支点２２を中心に矢印Ｅ方向に回動する。図４に示すように、この可動刃２１とハサミ状に交叉する固定刃２４は、紙カット部２０に対向するようにカバーフレーム１０に配置される。
【００２６】
この固定刃２４と可動刃２１との隙間は感熱紙が通過する紙出口Ｇに連結している。そのため、駆動手段により回動される可動刃２１の刃部と固定刃２４の刃部とがハサミ状に交叉することによって、感熱紙は紙出口Ｇ近傍でカットされる。なお、固定刃２４の上部には、固定刃カバー２５が設けられている。また、感熱紙を切断しない時は、可動刃２１は紙カット部２０の内部に収納されており、可動刃２１の刃部は露出しない。
【００２７】
図４に示すように、印刷部７０は、ロール紙ホルダー３０を始点として紙カット部２０の紙出口Ｇを終点とする感熱紙Ｓの搬送経路Ｄ上の紙カット部２０側に設けられている。図４および図５に示すように、印刷部７０は、プラテン７１とサーマルヘッド１とヘッド保持機構７７とを備えている。サーマルヘッド１は、両側面にヘッド支持軸１０２が設けられている。このサーマルヘッド１の詳細については後述する。ヘッド保持機構７７は、本体フレーム６０に形成された溝部としての切り欠き部６２とヘッド押圧板７２とヘッド押圧板７２に取り付けられるバネ７５とから構成されている。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、切り欠き部６２は、本体フレーム６０の上方に開口を有し、プラテン側に溝６２ａが形成され、溝６２ａと対向する位置の上下に溝６２ｂ，６２ｃが形成されている。サーマルヘッド１は、ヘッド支持軸１０２が本体フレーム６０の切り欠き部６２に挿入され、ヘッド支持軸１０２が切り欠き部６２の溝６２ａに係合することによって、本体フレーム６０に取り付けられる。ヘッド押圧板７２は、上下に曲げ部７２ｂ，７２ｃが形成され、圧縮コイルバネであるバネ７５が固定されている。このヘッド押圧板７２は、切り欠き部６２に挿入され、曲げ部７２ｂ，７２ｃがそれぞれ切り欠き部６２の溝６２ｂ，６２ｃに係合する。
【００２９】
このようにすることによって、サーマルヘッド１とヘッド押圧板７２とは、切り欠き部６２の両側に、互いに略平行状態で支持される。ヘッド押圧板７２に固定されるバネ７５は、サーマルヘッド１の背面に当接する。このバネ７５によりサーマルヘッド１はプラテン７１方向に付勢される。
【００３０】
上述のヘッド保持機構７７は、ヘッド押圧板７２に固定されたバネ７５をサーマルヘッド１の背面からずらすことによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。サーマルヘッド１もバネ７５からの付勢力がなくなることによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。このようにして、サーマルヘッド１は本体フレーム６０に対して、着脱可能に支持される。
【００３１】
図２に示すように、プラテン７１は、ゴム等の弾性部材により円筒形のローラー状に形成され、プラテン軸受７３を介してカバーフレーム１０に回転可能に支持されている。プラテン７１の一方の軸には、プラテン歯車７４が圧入されている。本体フレーム６０には、溝部６４が設けられており、カバーフレーム１０を閉じると、プラテン７１が、サーマルヘッド１の案内斜面部１０４（図４参照）に案内された後、プラテン軸受７３が溝部６４と当接する。さらに、サーマルヘッド１によるプラテン７１への加圧力で、カバーフレーム１０には下向きの力が作用し、プラテン７１の位置が定められる。
【００３２】
以上の構成により、図５（ａ）に示すように、プラテン７１は、感熱紙Ｓの内面Ｓ２の側から感熱紙Ｓをサーマルヘッド１の方向に押圧し、プラテン７１と対向するサーマルヘッド１は、感熱紙Ｓの外面Ｓ１の側から感熱紙Ｓをプラテン７１の方向に押圧して、感熱紙Ｓを挟持する。なお、このとき感熱紙Ｓの外面Ｓ１の表面に、前述の発色層が形成されている。
【００３３】
また、図２に示すように、本体フレーム６０の側面には、プラテン７１を回転駆動させるための紙送りモーター６６と紙送り伝達歯車６７とが設けられている。上述のように、プラテン７１が本体フレーム６０の溝部６４に位置決めされることによって、プラテン歯車７４と紙送り伝達歯車６７とが噛み合い、紙送りモーター６６からの動力がプラテン７１へ伝達される。
【００３４】
上述の構造を有するサーマルプリンター１００は、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を開き感熱紙Ｓからなるロール紙Ｒをセットして、感熱紙Ｓを紙出口Ｇまで引き出し、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を閉じることによって、感熱紙Ｓはプラテン７１とサーマルヘッド１との間にセットされる。そして、紙送りモーター６６を起動しプラテン７１を回転させて感熱紙Ｓを送りながら、サーマルヘッド１の直線状に配置された発熱素子に選択的に通電して発熱素子を発熱させることによって、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００３５】
（サーマルヘッドについて）
次いで、サーマルヘッド１について、図６〜８を参照して説明する。図６はサーマルヘッドの外観斜視図である。図７は、サーマルヘッドのヘッド基板の平面図であり、（ａ）は、ヘッド基板全体図、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。図８は、サーマルヘッドの駆動ＩＣ接続部の部分断面図である。なお、図６および図７に示すＸ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＸ方向およびＺ方向と同一方向であり、図８に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００３６】
図６に示すように、サーマルヘッド１は、放熱板１０６とヘッド支持軸１０２と基板としてのヘッド基板１１０と駆動ＩＣ１２０とＦＰＣ１０８とを有している。ヘッド基板１１０は、長矩形形状を呈しており、複数の発熱素子１４５からなる発熱素子列１４５ａが長手方向に沿って図中Ｚ方向上方に形成されている。また、発熱素子列１４５ａと平行して、発熱素子１４５を駆動する複数の駆動ＩＣ１２０が配設されている。放熱板１０６は、アルミニウム等の引き抜き材で形成され、ヘッド基板１１０が放熱板１０６の係止面１０６ａに両面粘着テープ等で貼り付けられている。
【００３７】
放熱板１０６のヘッド基板１１０のＺ方向上方には、案内斜面部１０４が放熱板１０６の長手方向にわたって形成されている。この案内斜面部１０４は、図４に示すカバーフレーム１０を閉じる際に、プラテン７１を滑動させて所定の位置まで案内する。この際、案内斜面部１０４の傾斜は、プラテン７１がヘッド基板１１０と衝突しないような所定の角度を有している。また、案内斜面部１０４の斜面は、この案内斜面部１０４に近接して付設されたヘッド基板１１０と略同じ高さになるように設定されている。ヘッド支持軸１０２は円柱状の丸ピンであり、放熱板１０６の左右の側面部に設けられた穴部に圧入されている。
【００３８】
ここでヘッド基板１１０について、図７を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、ヘッド基板１１０は、アルミナセラミック等からなり、一側縁１１０ａに近い位置に長手方向に沿って、通電された電流を熱に変換する線状の発熱体１４０が保護膜に保護された状態で直線状に設けられている。ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂには、外部との電気的接続に供せられる複数の接続端子１１２が設けられている。発熱体１４０とヘッド基板１１０の一側縁１１０ａとの間の帯状領域には、コモン配線パターン１１４が形成されている。このコモン配線パターン１１４の両端部は、接続端子１１２にいたるまでに延ばされている。
【００３９】
ヘッド基板１１０の略中央には、駆動ＩＣ１２０を実装するＩＣ実装部１２０ａが各駆動ＩＣ１２０ごとに設けられ、線状の発熱体１４０と並列した列状に配置されている。なお、図７（ａ）中二点鎖線で示される列状に配置されたＩＣ実装部１２０ａを囲む領域が、第１の領域１２５に対応する。ヘッド基板１１０の同じく略中央には、この第１の領域１２５を囲むようにひとまわり大きい第２の領域１３０が、ヘッド基板１１０の回路パターン部を被覆するレジスト１２８（図８参照）によって区画されている。
【００４０】
すなわち、第２の領域１３０は、平面視で周囲をレジスト１２８によって囲まれ、第２の領域１３０のヘッド基板１１０の表面を底面とし、レジスト１２８の表面を上面とし、レジスト１２８の厚さを深さ、すなわち段差とする凹状の長矩形状に形成されている。このとき、図８に示すように、レジスト１２８によって形成される段差は、レジスト１２８の表面方向に広がるテーパー形状に形成されることが好ましい。なお、本実施形態では、レジスト１２８によって段差が形成されているがこれに限定されない。別材料を付与して凸状の突起を設けてもよいし、第２の領域１３０を平面研削して周囲に段差を設けてもよい。
【００４１】
図７（ｂ）に示すように、上記コモン配線パターン１１４から、櫛歯状のコモン電極１１４ａが延ばされており、一方、この櫛歯状のコモン電極１１４ａ間に入り込むようにして、個別電極１１８の一端が延出されている。各個別電極１１８の他端部は、ヘッド基板１１０上に設けられたＩＣ実装部１２０ａまで延びており、その端部には、電極パッド１２４が千鳥状に形成されている。ＩＣ実装部１２０ａのヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂ側には、電極パッド１２６が千鳥状に設けられている。この電極パッド１２６は、図７（ａ）に示す接続端子１１２に接続されている。なお、この接続端子１１２は、ＦＰＣ１０８が取り付けられ、ＦＰＣ１０８を介してサーマルプリンター１００を制御する制御部を構成する主回路基板（図示せず）と接続されている。
【００４２】
上記発熱体１４０は、図７（ｂ）に二点鎖線で示すように、上記櫛歯状のコモン電極１１４ａおよびこれらの間に入り込む個別電極１１８に重なるようにして形成されている。そのため、隣合う櫛歯状のコモン電極１１４ａと個別電極１１８とによって、発熱素子１４５が規定される。すなわち、選択された個別電極１１８がオン駆動されると、この個別電極１１８と櫛歯状のコモン電極１１４ａとに囲まれる領域の発熱体１４０に電流が流れ、その部分が発熱素子１４５として機能する。
【００４３】
すなわち、それぞれの領域の発熱体１４０が選択的に通電されることで、通電された領域の発熱体１４０のみが瞬時に発熱するとともに、通電が休止された場合は、速やかに放熱板１０６に放熱されるように構成されている。さらに、発熱体１４０は、感熱紙Ｓを挟持搬送するプラテン７１とサーマルヘッド１との接点近傍に配置されている。そのため、発熱体１４０から発熱された熱エネルギーは感熱紙Ｓの発熱素子１４５に対応する領域に伝わる。
【００４４】
次いで、図８を参照して、駆動ＩＣ１２０とＩＣ実装部１２０ａとの接続について説明する。発熱素子１４５を所定個数ずつ担当して駆動するための駆動ＩＣ１２０は、図８に示すように、その底面に所定個数の出力パッド１３２と入力パッド１３４が設けられ、それぞれ千鳥状に配置されている。駆動ＩＣ１２０は、出力パッド１３２がヘッド基板１１０の電極パッド１２４に対応し、入力パッド１３４が電極パッド１２６に対応するように遮光性を有する異方性導電膜１３５を介してＩＣ実装部１２０ａに配設されている。異方性導電膜１３５は、例えば、異方性導電フィルムを加熱しながら加圧することによって形成される。
【００４５】
異方性導電フィルムは、弾性を有する熱硬化性の樹脂中に導電粒子と、遮光性を生じさせる物質とを分散させている。異方性導電フィルムは、適度な厚みと第２の領域１３０の開口部と略同等な面積とを有し、第２の領域１３０に貼り付けられる。駆動ＩＣ１２０は、異方性導電フィルムの上面に配置され図８中Ｆ方向に熱プレスされる。異方性導電フィルムが圧縮されつぶされることにより、出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間は導電粒子を介して導通性が確保される。同時に、異方性導電フィルムは熱硬化する。なお、異方性導電フィルムの構成、遮光性を生じさせる物質、実装手順については、後述する。
【００４６】
（異方性導電フィルムについて）
次いで、異方性導電フィルムについて、図９を参照して説明する。図９は異方性導電フィルムの構造を示す断面図である。
【００４７】
図９に示すように、異方性導電フィルム１３５ａは、導電粒子１６２と遮光性を生じさせる物質としてのマイクロカプセル１６４を厚さ１０〜５０μｍのエポキシまたはアクリルを主成分とするフィルム状の樹脂１６０に分散させた構造を有している。
【００４８】
導電粒子１６２は、例えば球状の樹脂コアの周りにＮｉ／Ａｕメッキされた導電性のある粒子で、その平均直径は４．０〜５．０μｍ程度であり、その形状は例えば粒径の揃った球状に近い形をしている。
【００４９】
マイクロカプセル１６４は、例えば外側には、熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂やポリウレタン樹脂等により壁物質１６８が形成されており、その壁物質１６８に遮光材である黒色染料１６９が内包されている。黒色染料１６９としては、例えば油性染料（分散染料、建染染料及び有機溶剤溶解性染料等）を用いることができる。更に例えばカーボンブラック等の無機顔料やアニリンブラック等の有機顔料等の顔料を用いても良い。また、その黒色染料は更に凝縮したものでも良い。
【００５０】
更にマイクロカプセル１６４の大きさは、導電粒子１６２より大きく例えばその直径は５．０〜６．０μｍ程度であり、導電粒子１６２同様その形状は例えば球状に近い形をしている。これにより、導電粒子１６２が出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間に挟まれるより前に、黒色染料１６９を内包したマイクロカプセル１６４が、駆動ＩＣ１２０の能動面とＩＣ実装部１２０ａとの間に挟まれて加圧されるので、壁物質１６８が十分破壊されそのマイクロカプセル１６４から黒色染料１６９が周りの樹脂１６０に拡散することができる。
【００５１】
また、マイクロカプセル１６４の壁物質１６８は、例えば１５０〜２５０℃程度の加熱と駆動ＩＣ１２０の押圧、例えば２０〜１００ＭＰａ程度の圧力により融解もしくは壊れて、内包されていた芯物質である黒色染料１６９が外に染み出し拡散することが出来る程度の膜厚に形成されている。
【００５２】
以上は、熱圧着する前の異方性導電フィルム１３５ａの状態の説明であるが、熱圧着した後の異方性導電膜１３５は、例えば図８に示すようにマイクロカプセル１６４の壁物質１６８が融解、破壊して内包されていた黒色染料１６９が異方性導電膜１３５の全体に広がると共に、導電粒子１６２が例えば出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間に挟まれる。
【００５３】
これにより、例えば図８に示すように黒色染料１６９により黒色化した樹脂１６０は、駆動ＩＣ１２０をＩＣ実装部１２０ａの所定の実装領域に接合させる接着剤として作用すると共に、駆動ＩＣ１２０の特に能動面に入射しようとする光を吸収し遮蔽する。また、導電粒子１６２は出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間とを電気的に接続させる導電性部材として作用する。
【００５４】
（駆動ＩＣの実装手順について）
次いで、駆動ＩＣの実装手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、駆動ＩＣの実装手順を示す図である。詳しくは、図８と同様にヘッド基板の駆動ＩＣ接続部の部分断面を示している。
【００５５】
図１０（ａ）に示すように、ヘッド基板１１０の第２の領域１３０の略全域を覆うように異方性導電フィルム１３５ａを配置する。この段階では、異方性導電フィルム１３５ａの上面にはセパレーター１３６が貼り付けられている。なお、このセパレーター１３６の材料としては、例えば、ＰＥＴフィルムが好適に用いられる。なお、異方性導電フィルム１３５ａと段差を構成するレジスト１２８との間隔については、異方性導電フィルム１３５ａの厚さおよび弾力性等によって適宜調整する。
【００５６】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａの上面からセパレーター１３６を剥離する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａの上面に駆動ＩＣ１２０をセットする。このとき、駆動ＩＣ１２０の出力パッド１３２がヘッド基板１１０の電極パッド１２４に、駆動ＩＣ１２０の入力パッド１３４がヘッド基板１１０の電極パッド１２６に対応するように位置合わせする。
【００５７】
また、同じく図１０（ｃ）に示すように、図示しない熱プレス機の熱ヘッド１５０を駆動ＩＣ１２０の上面にセットする。そして、熱ヘッド１５０を加熱して図中矢印Ｆ方向に移動させ、駆動ＩＣ１２０をヘッド基板１１０の面１１０ｃ方向に押圧する。このときの加熱および加圧条件は、約６０℃、約５０ＭＰａ、約１秒程度が好ましい。このようにすることにより、駆動ＩＣ１２０は、ヘッド基板１１０に仮圧着される。
【００５８】
さらに、熱ヘッド１５０をさらに加熱して図中矢印Ｆ方向に移動させ、駆動ＩＣ１２０を介して異方性導電フィルム１３５ａをヘッド基板１１０の面１１０ｃに押圧する。このときの加熱および加圧条件は、約２００℃、約１００ＭＰａ、約１０秒程度が好ましい。
【００５９】
このようにすることにより、図１０（ｄ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａはつぶされて、弾性を有する熱硬化性の樹脂は駆動ＩＣ１２０の周辺に押し出され、導電粒子１６２が駆動ＩＣ１２０の出力パッド１３２とヘッド基板１１０の電極パッド１２４との間、および駆動ＩＣ１２０の入力パッド１３４とヘッド基板１１０の電極パッド１２６との間に凝集して導電性を確保する。
【００６０】
同時に、マイクロカプセル１６４は、壁物質１６８が融解もしくは壊れて、内包されていた黒色染料１６９が外に染み出し樹脂１６０中に拡散する。そして、異方性導電フィルム１３５ａは、駆動ＩＣ１２０の外周方向にはみ出しレジスト１２８の段差にせき止められ、図中矢印Ｈ方向に盛り上がった状態で熱硬化し、異方性導電膜１３５を形成する。このとき、黒色染料１６９によって遮光性を有する異方性導電膜１３５は、駆動ＩＣ１２０の外側面の高さの略半分以上を覆っていることが好ましい。これにより、駆動ＩＣ１２０の能動面はより確実に遮光される。
【００６１】
なお、上述の駆動ＩＣ１２０の実装方法で説明した熱プレス機の熱ヘッド１５０の加熱および加圧条件は一例であって、これに限定されない。異方性導電フィルム１３５ａの種類、サイズ、弾力性等や、ヘッド基板１１０の第２の領域１３０の面積、段差の高さ等によって適宜調整することができる。
【００６２】
以下、実施形態の効果を記載する。
（１）上記実施形態のサーマルヘッド１は、駆動ＩＣ１２０を、弾性を有する熱硬化性の樹脂１６０中に導電粒子１６２およびマイクロカプセル１６４を分散させている異方性導電フィルム１３５ａを用いて、ヘッド基板１１０の回路パターンにフェースダウン実装されている。このとき、駆動ＩＣ１２０を熱プレスすることにより、異方性導電フィルム１３５ａに分散されているマイクロカプセル１６４が融解、破壊して内包されていた黒色染料１６９が樹脂１６０中に広がると共に、導電粒子１６２が駆動ＩＣ１２０とヘッド基板１１０とのパッド間に凝集しつつ硬化して異方性導電膜１３５となる。そのため、駆動ＩＣ１２０とヘッド基板１１０との導電性を確保すると共に、黒色化した樹脂１６０により駆動ＩＣ１２０の能動面を遮光することができる。その結果、駆動ＩＣの外乱光による誤動作を防止することができる。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【００６３】
（２）上記実施形態のサーマルヘッド１は、異方性導電膜１３５の樹脂１６０をつぶして駆動ＩＣ１２０を樹脂１６０部に半ば埋没状態で取り付けることができる。そのため、駆動ＩＣ１２０の能動面側は、硬化した黒色の異方性導電膜１３５によって完全に覆われた状態になり、完全に遮光されることになる。その結果、駆動ＩＣの外乱光による誤動作を防止することができる。
【００６４】
（３）上記実施形態のサーマルヘッド１に適用される異方性導電フィルム１３５ａは、フィルム状態では半透明となっており、熱プレスされることによってマイクロカプセル１６４が融解、破壊し黒色の異方性導電膜１３５となる。そのため、駆動ＩＣ１２０のヘッド基板１１０への実装のための位置合わせの作業性を損なうことはない。従って、実装の作業性を確保しつつ遮光性を有する異方性導電膜１３５を形成することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００６６】
（第１変形例）
上記実施形態では、異方性導電フィルム１３５ａにおいて、導電粒子１６２と黒色染料１６９を内包するマイクロカプセル１６４とを樹脂１６０に分散させた場合について説明したがこれに限定されない。異方性導電フィルム１３５ａを２層構造として、一方の層は樹脂１６０中に導電粒子１６２を分散し、他方の層は樹脂１６０中マイクロカプセル１６４を分散してもよい。また、マイクロカプセル１６４の代わりに着色剤を直接分散させてもよい。これらの場合においても上記実施形態と同様な効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…サーマルヘッド、６０…本体フレーム、６６…紙送りモーター、７０…印刷部、７１…プラテン、１００…サーマルプリンター、１１０…ヘッド基板、１２０…駆動ＩＣ、１２０ａ…ＩＣ実装部、１２４，１２６…電極パッド、１３２…出力パッド、１３４…入力パッド、１３５…異方性導電膜、１３５ａ…異方性導電フィルム、１４５…発熱素子、１６０…樹脂、１６２…導電粒子、１６４…マイクロカプセル、１６８…壁物質、１６９…着色剤としての黒色染料、３００…プリンター機構部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の１つとしてサーマルプリンターが知られている。サーマルプリンターは、発熱素子が直線的に配置されたサーマルヘッドを有している。サーマルヘッドに配置された発熱素子は、通電により選択的に発熱する。そして、この熱エネルギーが感熱紙に含まれる発色剤と選択的に反応することにより、感熱紙上に種々の情報を印刷する。この印刷方式は、感熱発色方式と呼ばれている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドは、絶縁基板上に列状に配置された多数の発熱素子を駆動ＩＣによって発熱駆動するように構成されている。発熱素子は、コモン電極と個別電極に導通しており、個別電極は、駆動ＩＣの出力パッドに異方性導電膜によって接続されている。駆動ＩＣは、印刷データにしたがって所定の出力パッドをオンとし、このオンとなった出力パッドに対応する個別電極と上記コモン電極間に電流が流れ、所定の発熱素子が発熱駆動される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のサーマルヘッドに用いられる駆動ＩＣは、外部からの光による光電効果により起電力が発生し、駆動ＩＣが誤動作する場合がある。駆動ＩＣが誤動作すると正常な印刷がなされず、著しい場合はサーマルヘッドが破壊する虞がある。上述のサーマルヘッドは、異方性導電膜で個別電極と駆動ＩＣの出力パッドとを接続しているのみであり、この種の課題に対応していない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例１）回路パターンが形成される基板と、前記基板上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子と、前記回路パターンに接続され前記発熱素子を発熱駆動させる駆動ＩＣと、前記駆動ＩＣを前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜と、を有し、前記異方性導電膜は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【０００８】
この構成によれば、サーマルヘッドは、遮光性を有する異方性導電膜で駆動ＩＣがフェースダウン接続される。そのため、駆動ＩＣの能動面が、遮光性を有する異方性導電膜で覆われる構造となり、駆動ＩＣは光の影響を受け難い。その結果、サーマルヘッドの駆動ＩＣは、外乱光による誤動作が低減される。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【０００９】
（適用例２）前記異方性導電膜は、前記基板と前記駆動ＩＣとを接着する樹脂と、前記樹脂中に前記基板と前記駆動ＩＣとを接続する導電粒子と、前記樹脂中に着色材を含有するマイクロカプセルと、を有することを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１０】
この構成によれば、異方性導電膜は、樹脂と導電粒子と着色材を含有するマイクロカプセルとで構成される。着色剤を含有するマイクロカプセルは、駆動ＩＣの実装時に融解もしくは壊れて、内包されている着色剤が外に染み出し拡散する。そのため、樹脂は着色され遮光性を有することができる。その結果、駆動ＩＣの能動面は、着色され遮光性を有する異方性導電膜で覆われる構造となり、外乱光の影響を受け難い。従って、サーマルヘッドの駆動ＩＣは、外乱光による誤動作が低減される。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【００１１】
（適用例３）上記のサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドの発熱素子列部分で圧接するプラテンとを有することを特徴とするサーマルプリンター。
【００１２】
この構成によれば、サーマルプリンターは、外乱光による誤動作が発生しにくいサーマルヘッドを備えることができる。そのため、信頼性の高いサーマルプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図。
【図２】カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図３】カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図４】プリンター機構部の側断面を示す側断面図。
【図５】サーマルヘッドの取付を説明する側面図。
【図６】サーマルヘッドの外観斜視図。
【図７】サーマルヘッドのヘッド基板の平面図。
【図８】サーマルヘッドの駆動ＩＣ接続部の部分断面図。
【図９】異方性導フィルムの構造を示す断面図。
【図１０】駆動ＩＣの実装手順を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１５】
（サーマルプリンターの全体構成について）
本実施形態の印刷装置としてのサーマルプリンターを、図１〜３を参照して説明する。図１は、サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図である。図２は、カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図であり、図３は、カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図である。
【００１６】
このサーマルプリンターは、ＰＯＳシステム等に用いられ、レシートやクーポン等を印刷して発行することに適用される。サーマルプリンターは、ロール状の感熱紙を使用して、この感熱紙に情報を印刷する。なお、図１〜図３に示すＸ方向は、印刷される感熱紙の幅方向を示し、Ｚ方向は、サーマルヘッド部での感熱紙の紙送り方向を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向を示す。
【００１７】
図１〜３に示すように、サーマルプリンター１００は、外装ケース部２００と、プリンター機構部３００と、図示しない制御部を有している。図２および図３に示すプリンター機構部３００は、回路基板等からなる制御部とともに図１に示す外装ケース部２００に収容される。詳しくは、プリンター機構部３００は、樹脂等からなる下ケース２０５に固定され、側面部および後方部は、上ケース２１０に覆われており、そのＹ方向の前方部分は、パネル２１５により覆われている。さらに、プリンター機構部３００の上面は、上部カバー２２０に覆われている。
【００１８】
図２に示すように、プリンター機構部３００は、印刷された感熱紙を切断するための紙カット部２０およびロール状の感熱紙を収納保持するためのロール紙ホルダー３０を備えている。図１に示すパネル２１５の上部にはこの紙カット部２０が配置され、紙カット部２０はカッタカバー２２５で覆われている。このカッタカバー２２５は、図１中矢印Ａ方向にスライドさせて引き出すことができる。
【００１９】
図１に示すように、上ケース２１０の上面のＸ方向の一方の側には、オープンボタン２３０が設けられている。オープンボタン２３０は、図１中矢印Ｂ方向に押し下げられることによって、プリンター機構部３００に設けられたカバーオープンレバー２３５を、支点２４０を中心に回転させることができる。カバーオープンレバー２３５は、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０のロック機構と係合しており、時計方向に回転されることにより、ロック機構が解除される。さらに、カバーフレーム１０は、上部カバー２２０と結合されている。
【００２０】
そのため、矢印Ｂ方向にオープンボタン２３０を押下げると、カバーオープンレバー２３５が時計方向に回転されてロック機構が外され、上部カバー２２０が矢印Ｃ方向に開き、ロール紙ホルダー３０が露出する。すなわち、この状態が、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０が開いた状態である。このようにすることにより、ロール状の感熱紙のセットもしくは取り出しができる。
【００２１】
なお、本実施形態で使用する感熱紙は、発色剤がバインダー等により保持されている発色層からなる印刷面を有し、この印刷面を外面に順次積層され構成されているロール状の感熱紙である。以降、このロール状の感熱紙をロール紙と呼ぶ。
【００２２】
（プリンター機構部について）
次いで、プリンター機構部の詳細を図２〜５を参照して説明する。図４は、プリンター機構部の側断面を示す側断面図である。図５はサーマルヘッドの取付を説明する側面図であり、（ａ）はサーマルヘッドが本体フレームに取り付けられた状態を示す部分側面図、（ｂ）はサーマルヘッドを本体フレームに取り付ける過程を示す部分側面図である。なお、図４および図５に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００２３】
図２〜４に示すように、プリンター機構部３００は、本体フレーム６０とカバーフレーム１０と、ロール紙ホルダー３０と、紙カット部２０と、印刷部７０と、を備えている。図２に示すように、本体フレーム６０は、板金等からなり、Ｚ方向上方およびＹ方向前方に開口を有する略箱型に形成されている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の上部後方に設けられている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の後部両側の上端部に設けられた支軸６８を中心として開閉自在に取り付けられている。カバーフレーム１０には、カバーフレーム１０を閉じた際にロール紙との接触を避けるための円弧状の蓋部１５が設けられている。また、本プリンターの設置角度を変える場合、すなわち、例えば縦置きにする場合、この蓋部１５は、ロール紙を受ける保持部材としても機能する。
【００２４】
ロール紙ホルダー３０は、本体フレーム６０の箱状に形成された内部の後方に、上記カバーフレーム１０に覆われて設けられている。ロール紙ホルダー３０は、樹脂等により形成され、中央部にロール紙の最大径に相当する略円弧状のくぼみを有し、本体フレーム６０の底部に、円弧状のくぼみの側面開口が本体フレーム６０の両側面側に向くように取り付けられている。本体フレーム６０の内側の両側面部分は、ロール紙の側面ガイド部として機能する。そのため、ロール紙は、側面を本体フレーム６０の内側の両側面部分に幅方向の動きを規制され、ロール紙ホルダー３０の略円弧状のくぼみに回転自在に保持される。
【００２５】
図３に示すように、紙カット部２０は、本体フレーム６０の前方すなわちカバーフレーム１０の支軸６８とは相対する位置に設けられている。紙カット部２０は、可動刃２１およびその駆動手段が収納されている。可動刃２１は駆動手段により、支点２２を中心に矢印Ｅ方向に回動する。図４に示すように、この可動刃２１とハサミ状に交叉する固定刃２４は、紙カット部２０に対向するようにカバーフレーム１０に配置される。
【００２６】
この固定刃２４と可動刃２１との隙間は感熱紙が通過する紙出口Ｇに連結している。そのため、駆動手段により回動される可動刃２１の刃部と固定刃２４の刃部とがハサミ状に交叉することによって、感熱紙は紙出口Ｇ近傍でカットされる。なお、固定刃２４の上部には、固定刃カバー２５が設けられている。また、感熱紙を切断しない時は、可動刃２１は紙カット部２０の内部に収納されており、可動刃２１の刃部は露出しない。
【００２７】
図４に示すように、印刷部７０は、ロール紙ホルダー３０を始点として紙カット部２０の紙出口Ｇを終点とする感熱紙Ｓの搬送経路Ｄ上の紙カット部２０側に設けられている。図４および図５に示すように、印刷部７０は、プラテン７１とサーマルヘッド１とヘッド保持機構７７とを備えている。サーマルヘッド１は、両側面にヘッド支持軸１０２が設けられている。このサーマルヘッド１の詳細については後述する。ヘッド保持機構７７は、本体フレーム６０に形成された溝部としての切り欠き部６２とヘッド押圧板７２とヘッド押圧板７２に取り付けられるバネ７５とから構成されている。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、切り欠き部６２は、本体フレーム６０の上方に開口を有し、プラテン側に溝６２ａが形成され、溝６２ａと対向する位置の上下に溝６２ｂ，６２ｃが形成されている。サーマルヘッド１は、ヘッド支持軸１０２が本体フレーム６０の切り欠き部６２に挿入され、ヘッド支持軸１０２が切り欠き部６２の溝６２ａに係合することによって、本体フレーム６０に取り付けられる。ヘッド押圧板７２は、上下に曲げ部７２ｂ，７２ｃが形成され、圧縮コイルバネであるバネ７５が固定されている。このヘッド押圧板７２は、切り欠き部６２に挿入され、曲げ部７２ｂ，７２ｃがそれぞれ切り欠き部６２の溝６２ｂ，６２ｃに係合する。
【００２９】
このようにすることによって、サーマルヘッド１とヘッド押圧板７２とは、切り欠き部６２の両側に、互いに略平行状態で支持される。ヘッド押圧板７２に固定されるバネ７５は、サーマルヘッド１の背面に当接する。このバネ７５によりサーマルヘッド１はプラテン７１方向に付勢される。
【００３０】
上述のヘッド保持機構７７は、ヘッド押圧板７２に固定されたバネ７５をサーマルヘッド１の背面からずらすことによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。サーマルヘッド１もバネ７５からの付勢力がなくなることによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。このようにして、サーマルヘッド１は本体フレーム６０に対して、着脱可能に支持される。
【００３１】
図２に示すように、プラテン７１は、ゴム等の弾性部材により円筒形のローラー状に形成され、プラテン軸受７３を介してカバーフレーム１０に回転可能に支持されている。プラテン７１の一方の軸には、プラテン歯車７４が圧入されている。本体フレーム６０には、溝部６４が設けられており、カバーフレーム１０を閉じると、プラテン７１が、サーマルヘッド１の案内斜面部１０４（図４参照）に案内された後、プラテン軸受７３が溝部６４と当接する。さらに、サーマルヘッド１によるプラテン７１への加圧力で、カバーフレーム１０には下向きの力が作用し、プラテン７１の位置が定められる。
【００３２】
以上の構成により、図５（ａ）に示すように、プラテン７１は、感熱紙Ｓの内面Ｓ２の側から感熱紙Ｓをサーマルヘッド１の方向に押圧し、プラテン７１と対向するサーマルヘッド１は、感熱紙Ｓの外面Ｓ１の側から感熱紙Ｓをプラテン７１の方向に押圧して、感熱紙Ｓを挟持する。なお、このとき感熱紙Ｓの外面Ｓ１の表面に、前述の発色層が形成されている。
【００３３】
また、図２に示すように、本体フレーム６０の側面には、プラテン７１を回転駆動させるための紙送りモーター６６と紙送り伝達歯車６７とが設けられている。上述のように、プラテン７１が本体フレーム６０の溝部６４に位置決めされることによって、プラテン歯車７４と紙送り伝達歯車６７とが噛み合い、紙送りモーター６６からの動力がプラテン７１へ伝達される。
【００３４】
上述の構造を有するサーマルプリンター１００は、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を開き感熱紙Ｓからなるロール紙Ｒをセットして、感熱紙Ｓを紙出口Ｇまで引き出し、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を閉じることによって、感熱紙Ｓはプラテン７１とサーマルヘッド１との間にセットされる。そして、紙送りモーター６６を起動しプラテン７１を回転させて感熱紙Ｓを送りながら、サーマルヘッド１の直線状に配置された発熱素子に選択的に通電して発熱素子を発熱させることによって、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００３５】
（サーマルヘッドについて）
次いで、サーマルヘッド１について、図６〜８を参照して説明する。図６はサーマルヘッドの外観斜視図である。図７は、サーマルヘッドのヘッド基板の平面図であり、（ａ）は、ヘッド基板全体図、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。図８は、サーマルヘッドの駆動ＩＣ接続部の部分断面図である。なお、図６および図７に示すＸ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＸ方向およびＺ方向と同一方向であり、図８に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００３６】
図６に示すように、サーマルヘッド１は、放熱板１０６とヘッド支持軸１０２と基板としてのヘッド基板１１０と駆動ＩＣ１２０とＦＰＣ１０８とを有している。ヘッド基板１１０は、長矩形形状を呈しており、複数の発熱素子１４５からなる発熱素子列１４５ａが長手方向に沿って図中Ｚ方向上方に形成されている。また、発熱素子列１４５ａと平行して、発熱素子１４５を駆動する複数の駆動ＩＣ１２０が配設されている。放熱板１０６は、アルミニウム等の引き抜き材で形成され、ヘッド基板１１０が放熱板１０６の係止面１０６ａに両面粘着テープ等で貼り付けられている。
【００３７】
放熱板１０６のヘッド基板１１０のＺ方向上方には、案内斜面部１０４が放熱板１０６の長手方向にわたって形成されている。この案内斜面部１０４は、図４に示すカバーフレーム１０を閉じる際に、プラテン７１を滑動させて所定の位置まで案内する。この際、案内斜面部１０４の傾斜は、プラテン７１がヘッド基板１１０と衝突しないような所定の角度を有している。また、案内斜面部１０４の斜面は、この案内斜面部１０４に近接して付設されたヘッド基板１１０と略同じ高さになるように設定されている。ヘッド支持軸１０２は円柱状の丸ピンであり、放熱板１０６の左右の側面部に設けられた穴部に圧入されている。
【００３８】
ここでヘッド基板１１０について、図７を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、ヘッド基板１１０は、アルミナセラミック等からなり、一側縁１１０ａに近い位置に長手方向に沿って、通電された電流を熱に変換する線状の発熱体１４０が保護膜に保護された状態で直線状に設けられている。ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂには、外部との電気的接続に供せられる複数の接続端子１１２が設けられている。発熱体１４０とヘッド基板１１０の一側縁１１０ａとの間の帯状領域には、コモン配線パターン１１４が形成されている。このコモン配線パターン１１４の両端部は、接続端子１１２にいたるまでに延ばされている。
【００３９】
ヘッド基板１１０の略中央には、駆動ＩＣ１２０を実装するＩＣ実装部１２０ａが各駆動ＩＣ１２０ごとに設けられ、線状の発熱体１４０と並列した列状に配置されている。なお、図７（ａ）中二点鎖線で示される列状に配置されたＩＣ実装部１２０ａを囲む領域が、第１の領域１２５に対応する。ヘッド基板１１０の同じく略中央には、この第１の領域１２５を囲むようにひとまわり大きい第２の領域１３０が、ヘッド基板１１０の回路パターン部を被覆するレジスト１２８（図８参照）によって区画されている。
【００４０】
すなわち、第２の領域１３０は、平面視で周囲をレジスト１２８によって囲まれ、第２の領域１３０のヘッド基板１１０の表面を底面とし、レジスト１２８の表面を上面とし、レジスト１２８の厚さを深さ、すなわち段差とする凹状の長矩形状に形成されている。このとき、図８に示すように、レジスト１２８によって形成される段差は、レジスト１２８の表面方向に広がるテーパー形状に形成されることが好ましい。なお、本実施形態では、レジスト１２８によって段差が形成されているがこれに限定されない。別材料を付与して凸状の突起を設けてもよいし、第２の領域１３０を平面研削して周囲に段差を設けてもよい。
【００４１】
図７（ｂ）に示すように、上記コモン配線パターン１１４から、櫛歯状のコモン電極１１４ａが延ばされており、一方、この櫛歯状のコモン電極１１４ａ間に入り込むようにして、個別電極１１８の一端が延出されている。各個別電極１１８の他端部は、ヘッド基板１１０上に設けられたＩＣ実装部１２０ａまで延びており、その端部には、電極パッド１２４が千鳥状に形成されている。ＩＣ実装部１２０ａのヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂ側には、電極パッド１２６が千鳥状に設けられている。この電極パッド１２６は、図７（ａ）に示す接続端子１１２に接続されている。なお、この接続端子１１２は、ＦＰＣ１０８が取り付けられ、ＦＰＣ１０８を介してサーマルプリンター１００を制御する制御部を構成する主回路基板（図示せず）と接続されている。
【００４２】
上記発熱体１４０は、図７（ｂ）に二点鎖線で示すように、上記櫛歯状のコモン電極１１４ａおよびこれらの間に入り込む個別電極１１８に重なるようにして形成されている。そのため、隣合う櫛歯状のコモン電極１１４ａと個別電極１１８とによって、発熱素子１４５が規定される。すなわち、選択された個別電極１１８がオン駆動されると、この個別電極１１８と櫛歯状のコモン電極１１４ａとに囲まれる領域の発熱体１４０に電流が流れ、その部分が発熱素子１４５として機能する。
【００４３】
すなわち、それぞれの領域の発熱体１４０が選択的に通電されることで、通電された領域の発熱体１４０のみが瞬時に発熱するとともに、通電が休止された場合は、速やかに放熱板１０６に放熱されるように構成されている。さらに、発熱体１４０は、感熱紙Ｓを挟持搬送するプラテン７１とサーマルヘッド１との接点近傍に配置されている。そのため、発熱体１４０から発熱された熱エネルギーは感熱紙Ｓの発熱素子１４５に対応する領域に伝わる。
【００４４】
次いで、図８を参照して、駆動ＩＣ１２０とＩＣ実装部１２０ａとの接続について説明する。発熱素子１４５を所定個数ずつ担当して駆動するための駆動ＩＣ１２０は、図８に示すように、その底面に所定個数の出力パッド１３２と入力パッド１３４が設けられ、それぞれ千鳥状に配置されている。駆動ＩＣ１２０は、出力パッド１３２がヘッド基板１１０の電極パッド１２４に対応し、入力パッド１３４が電極パッド１２６に対応するように遮光性を有する異方性導電膜１３５を介してＩＣ実装部１２０ａに配設されている。異方性導電膜１３５は、例えば、異方性導電フィルムを加熱しながら加圧することによって形成される。
【００４５】
異方性導電フィルムは、弾性を有する熱硬化性の樹脂中に導電粒子と、遮光性を生じさせる物質とを分散させている。異方性導電フィルムは、適度な厚みと第２の領域１３０の開口部と略同等な面積とを有し、第２の領域１３０に貼り付けられる。駆動ＩＣ１２０は、異方性導電フィルムの上面に配置され図８中Ｆ方向に熱プレスされる。異方性導電フィルムが圧縮されつぶされることにより、出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間は導電粒子を介して導通性が確保される。同時に、異方性導電フィルムは熱硬化する。なお、異方性導電フィルムの構成、遮光性を生じさせる物質、実装手順については、後述する。
【００４６】
（異方性導電フィルムについて）
次いで、異方性導電フィルムについて、図９を参照して説明する。図９は異方性導電フィルムの構造を示す断面図である。
【００４７】
図９に示すように、異方性導電フィルム１３５ａは、導電粒子１６２と遮光性を生じさせる物質としてのマイクロカプセル１６４を厚さ１０〜５０μｍのエポキシまたはアクリルを主成分とするフィルム状の樹脂１６０に分散させた構造を有している。
【００４８】
導電粒子１６２は、例えば球状の樹脂コアの周りにＮｉ／Ａｕメッキされた導電性のある粒子で、その平均直径は４．０〜５．０μｍ程度であり、その形状は例えば粒径の揃った球状に近い形をしている。
【００４９】
マイクロカプセル１６４は、例えば外側には、熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂やポリウレタン樹脂等により壁物質１６８が形成されており、その壁物質１６８に遮光材である黒色染料１６９が内包されている。黒色染料１６９としては、例えば油性染料（分散染料、建染染料及び有機溶剤溶解性染料等）を用いることができる。更に例えばカーボンブラック等の無機顔料やアニリンブラック等の有機顔料等の顔料を用いても良い。また、その黒色染料は更に凝縮したものでも良い。
【００５０】
更にマイクロカプセル１６４の大きさは、導電粒子１６２より大きく例えばその直径は５．０〜６．０μｍ程度であり、導電粒子１６２同様その形状は例えば球状に近い形をしている。これにより、導電粒子１６２が出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間に挟まれるより前に、黒色染料１６９を内包したマイクロカプセル１６４が、駆動ＩＣ１２０の能動面とＩＣ実装部１２０ａとの間に挟まれて加圧されるので、壁物質１６８が十分破壊されそのマイクロカプセル１６４から黒色染料１６９が周りの樹脂１６０に拡散することができる。
【００５１】
また、マイクロカプセル１６４の壁物質１６８は、例えば１５０〜２５０℃程度の加熱と駆動ＩＣ１２０の押圧、例えば２０〜１００ＭＰａ程度の圧力により融解もしくは壊れて、内包されていた芯物質である黒色染料１６９が外に染み出し拡散することが出来る程度の膜厚に形成されている。
【００５２】
以上は、熱圧着する前の異方性導電フィルム１３５ａの状態の説明であるが、熱圧着した後の異方性導電膜１３５は、例えば図８に示すようにマイクロカプセル１６４の壁物質１６８が融解、破壊して内包されていた黒色染料１６９が異方性導電膜１３５の全体に広がると共に、導電粒子１６２が例えば出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間に挟まれる。
【００５３】
これにより、例えば図８に示すように黒色染料１６９により黒色化した樹脂１６０は、駆動ＩＣ１２０をＩＣ実装部１２０ａの所定の実装領域に接合させる接着剤として作用すると共に、駆動ＩＣ１２０の特に能動面に入射しようとする光を吸収し遮蔽する。また、導電粒子１６２は出力パッド１３２と電極パッド１２４との間、および入力パッド１３４と電極パッド１２６との間とを電気的に接続させる導電性部材として作用する。
【００５４】
（駆動ＩＣの実装手順について）
次いで、駆動ＩＣの実装手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、駆動ＩＣの実装手順を示す図である。詳しくは、図８と同様にヘッド基板の駆動ＩＣ接続部の部分断面を示している。
【００５５】
図１０（ａ）に示すように、ヘッド基板１１０の第２の領域１３０の略全域を覆うように異方性導電フィルム１３５ａを配置する。この段階では、異方性導電フィルム１３５ａの上面にはセパレーター１３６が貼り付けられている。なお、このセパレーター１３６の材料としては、例えば、ＰＥＴフィルムが好適に用いられる。なお、異方性導電フィルム１３５ａと段差を構成するレジスト１２８との間隔については、異方性導電フィルム１３５ａの厚さおよび弾力性等によって適宜調整する。
【００５６】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａの上面からセパレーター１３６を剥離する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａの上面に駆動ＩＣ１２０をセットする。このとき、駆動ＩＣ１２０の出力パッド１３２がヘッド基板１１０の電極パッド１２４に、駆動ＩＣ１２０の入力パッド１３４がヘッド基板１１０の電極パッド１２６に対応するように位置合わせする。
【００５７】
また、同じく図１０（ｃ）に示すように、図示しない熱プレス機の熱ヘッド１５０を駆動ＩＣ１２０の上面にセットする。そして、熱ヘッド１５０を加熱して図中矢印Ｆ方向に移動させ、駆動ＩＣ１２０をヘッド基板１１０の面１１０ｃ方向に押圧する。このときの加熱および加圧条件は、約６０℃、約５０ＭＰａ、約１秒程度が好ましい。このようにすることにより、駆動ＩＣ１２０は、ヘッド基板１１０に仮圧着される。
【００５８】
さらに、熱ヘッド１５０をさらに加熱して図中矢印Ｆ方向に移動させ、駆動ＩＣ１２０を介して異方性導電フィルム１３５ａをヘッド基板１１０の面１１０ｃに押圧する。このときの加熱および加圧条件は、約２００℃、約１００ＭＰａ、約１０秒程度が好ましい。
【００５９】
このようにすることにより、図１０（ｄ）に示すように、異方性導電フィルム１３５ａはつぶされて、弾性を有する熱硬化性の樹脂は駆動ＩＣ１２０の周辺に押し出され、導電粒子１６２が駆動ＩＣ１２０の出力パッド１３２とヘッド基板１１０の電極パッド１２４との間、および駆動ＩＣ１２０の入力パッド１３４とヘッド基板１１０の電極パッド１２６との間に凝集して導電性を確保する。
【００６０】
同時に、マイクロカプセル１６４は、壁物質１６８が融解もしくは壊れて、内包されていた黒色染料１６９が外に染み出し樹脂１６０中に拡散する。そして、異方性導電フィルム１３５ａは、駆動ＩＣ１２０の外周方向にはみ出しレジスト１２８の段差にせき止められ、図中矢印Ｈ方向に盛り上がった状態で熱硬化し、異方性導電膜１３５を形成する。このとき、黒色染料１６９によって遮光性を有する異方性導電膜１３５は、駆動ＩＣ１２０の外側面の高さの略半分以上を覆っていることが好ましい。これにより、駆動ＩＣ１２０の能動面はより確実に遮光される。
【００６１】
なお、上述の駆動ＩＣ１２０の実装方法で説明した熱プレス機の熱ヘッド１５０の加熱および加圧条件は一例であって、これに限定されない。異方性導電フィルム１３５ａの種類、サイズ、弾力性等や、ヘッド基板１１０の第２の領域１３０の面積、段差の高さ等によって適宜調整することができる。
【００６２】
以下、実施形態の効果を記載する。
（１）上記実施形態のサーマルヘッド１は、駆動ＩＣ１２０を、弾性を有する熱硬化性の樹脂１６０中に導電粒子１６２およびマイクロカプセル１６４を分散させている異方性導電フィルム１３５ａを用いて、ヘッド基板１１０の回路パターンにフェースダウン実装されている。このとき、駆動ＩＣ１２０を熱プレスすることにより、異方性導電フィルム１３５ａに分散されているマイクロカプセル１６４が融解、破壊して内包されていた黒色染料１６９が樹脂１６０中に広がると共に、導電粒子１６２が駆動ＩＣ１２０とヘッド基板１１０とのパッド間に凝集しつつ硬化して異方性導電膜１３５となる。そのため、駆動ＩＣ１２０とヘッド基板１１０との導電性を確保すると共に、黒色化した樹脂１６０により駆動ＩＣ１２０の能動面を遮光することができる。その結果、駆動ＩＣの外乱光による誤動作を防止することができる。従って、信頼性の高いサーマルヘッドを提供することができる。
【００６３】
（２）上記実施形態のサーマルヘッド１は、異方性導電膜１３５の樹脂１６０をつぶして駆動ＩＣ１２０を樹脂１６０部に半ば埋没状態で取り付けることができる。そのため、駆動ＩＣ１２０の能動面側は、硬化した黒色の異方性導電膜１３５によって完全に覆われた状態になり、完全に遮光されることになる。その結果、駆動ＩＣの外乱光による誤動作を防止することができる。
【００６４】
（３）上記実施形態のサーマルヘッド１に適用される異方性導電フィルム１３５ａは、フィルム状態では半透明となっており、熱プレスされることによってマイクロカプセル１６４が融解、破壊し黒色の異方性導電膜１３５となる。そのため、駆動ＩＣ１２０のヘッド基板１１０への実装のための位置合わせの作業性を損なうことはない。従って、実装の作業性を確保しつつ遮光性を有する異方性導電膜１３５を形成することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００６６】
（第１変形例）
上記実施形態では、異方性導電フィルム１３５ａにおいて、導電粒子１６２と黒色染料１６９を内包するマイクロカプセル１６４とを樹脂１６０に分散させた場合について説明したがこれに限定されない。異方性導電フィルム１３５ａを２層構造として、一方の層は樹脂１６０中に導電粒子１６２を分散し、他方の層は樹脂１６０中マイクロカプセル１６４を分散してもよい。また、マイクロカプセル１６４の代わりに着色剤を直接分散させてもよい。これらの場合においても上記実施形態と同様な効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…サーマルヘッド、６０…本体フレーム、６６…紙送りモーター、７０…印刷部、７１…プラテン、１００…サーマルプリンター、１１０…ヘッド基板、１２０…駆動ＩＣ、１２０ａ…ＩＣ実装部、１２４，１２６…電極パッド、１３２…出力パッド、１３４…入力パッド、１３５…異方性導電膜、１３５ａ…異方性導電フィルム、１４５…発熱素子、１６０…樹脂、１６２…導電粒子、１６４…マイクロカプセル、１６８…壁物質、１６９…着色剤としての黒色染料、３００…プリンター機構部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成される基板と、
前記基板上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子と、
前記回路パターンに接続され前記発熱素子を発熱駆動させる駆動ＩＣと、
前記駆動ＩＣを前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜と、を有し、
前記異方性導電膜は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記異方性導電膜は、前記基板と前記駆動ＩＣとを接着する樹脂と、
前記樹脂中に前記基板と前記駆動ＩＣとを接続する導電粒子と、
前記樹脂中に着色材を含有するマイクロカプセルと、を有する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２に記載のサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの発熱素子列部分で圧接するプラテンと、を有することを特徴とするサーマルプリンター。
【請求項１】
回路パターンが形成される基板と、
前記基板上に列状に並ぶようにして形成された複数の発熱素子と、
前記回路パターンに接続され前記発熱素子を発熱駆動させる駆動ＩＣと、
前記駆動ＩＣを前記基板の前記回路パターンにフェースダウン接続する異方性導電膜と、を有し、
前記異方性導電膜は、遮光性を生じさせる材質で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記異方性導電膜は、前記基板と前記駆動ＩＣとを接着する樹脂と、
前記樹脂中に前記基板と前記駆動ＩＣとを接続する導電粒子と、
前記樹脂中に着色材を含有するマイクロカプセルと、を有する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２に記載のサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの発熱素子列部分で圧接するプラテンと、を有することを特徴とするサーマルプリンター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０６３６５（Ｐ２０１２−１０６３６５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５５８８（Ｐ２０１０−２５５５８８）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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