(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023068486
(43)【公開日】2023-05-17
(54)【発明の名称】サーマルプリントヘッド
(51)【国際特許分類】
B41J 2/345 20060101AFI20230510BHJP
【FI】
B41J2/345 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021179637
(22)【出願日】2021-11-02
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100133514
【弁理士】
【氏名又は名称】寺山 啓進
(72)【発明者】
【氏名】有瀧 康之
【テーマコード(参考)】
2C065
【Fターム(参考)】
2C065GA01
2C065GB01
2C065KB04
2C065KB13
(57)【要約】
【課題】素子を保護することのできるサーマルプリントヘッドを提供する。
【解決手段】本実施形態のサーマルプリントヘッドは、発熱抵抗体と、発熱抵抗体の通電を制御する駆動回路と、駆動回路に接続された入力信号配線及び電源配線と、駆動回路と入力信号配線を介して電気的に接続された入力信号電極と、駆動回路と電気的に接続された出力信号電極と、駆動回路と電源配線を介して電気的に接続された電源電極と、駆動回路と電気的に接続された接地電極と、出力信号電極または接地電極と電気的に接続されたシールド配線とを備える。シールド配線は、電源電極または入力信号電極に印加された静電気放電による電流を導通可能なように電源配線または入力信号配線と離隔して配置される。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の通電を制御する駆動回路と、
前記駆動回路に接続された入力信号配線及び電源配線と、
前記駆動回路と前記入力信号配線を介して電気的に接続された入力信号電極と、
前記駆動回路と電気的に接続された出力信号電極と、
前記駆動回路と前記電源配線を介して電気的に接続された電源電極と、
前記駆動回路と電気的に接続された接地電極と、
前記出力信号電極または前記接地電極と電気的に接続されたシールド配線と、
を備え、
前記シールド配線は、
前記電源電極または前記入力信号電極に印加された静電気放電による電流を導通可能なように前記電源配線または前記入力信号配線と離隔して配置される、サーマルプリントヘッド。
【請求項2】
前記入力信号電極は、
第1のストローブ信号電極、第2のストローブ信号電極、データラッチ信号電極、シリアルデータ入力信号電極、クロック入力信号電極、及び位相信号電極を有する、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項3】
前記出力信号電極は、
第1の共通電極である、請求項1または請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項4】
前記出力信号電極は、
第2の共通電極である、請求項1または請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項5】
前記接地電極は、
第1の接地電極である、請求項1または請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項6】
前記接地電極は、
第2の接地電極である、請求項1または請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項7】
前記シールド配線は、
前記出力信号電極または前記接地電極と電気的に接続された一端と対向する他端が未接続である、請求項1~請求項6のいずれか1項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】
本実施形態は、サーマルプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置及び半導体大規模集積回路(Large Scale Integration、以下、LSIと称する)にダメージを与える現象として静電気放電(Electro Static Discharge、以下、ESDと称する)が知られている。また、半導体装置及びLSIに対するESDは、静電気を帯びた導電体や人間等が、半導体装置の外部端子に接近・接触した場合に発生することが多く、ESDによる電流がLSI内部に導通することにより、LSI内部の素子の特性変動や配線の破壊等を引き起こすことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのため、保護されていない入力端子からESDによる電流がLSI内部に流れるとLSI内部の配線を経由して素子を破壊する可能性がある。
【0005】
本開示は、素子を保護することのできるサーマルプリントヘッドを提供する。
【0006】
本実施形態の一態様によれば、発熱抵抗体と、発熱抵抗体の通電を制御する駆動回路と、駆動回路に接続された入力信号配線及び電源配線と、駆動回路と入力信号配線を介して電気的に接続された入力信号電極と、駆動回路と電気的に接続された出力信号電極と、駆動回路と電源配線を介して電気的に接続された電源電極と、駆動回路と電気的に接続された接地電極と、出力信号電極または接地電極と電気的に接続されたシールド配線とを備える。シールド配線は、電源電極または入力信号電極に印加された静電気放電による電流を導通可能なように電源配線または入力信号配線と離隔して配置される、サーマルプリントヘッドが提供される。
【発明の効果】
【0007】
本実施形態によれば、素子を保護することのできるサーマルプリントヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、第1の実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す模式的な構成図である。
【
図2】
図2は、第1の実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す全体の等価回路図である。
【
図4】
図4は、第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す全体の等価回路図である。
【
図6】
図6は、第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す全体の等価回路図である。
【
図8】
図8は、第4の実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す全体の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0010】
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0011】
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10を示す模式的な構成図の一例である。
【0012】
第1の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10は、
図1に示すように、絶縁基板1と、絶縁基板1上に形成された第1の共通配線2と、発熱抵抗体3と、駆動回路4と、コネクタ5とを備える。発熱抵抗体3は、第1の共通配線2と電気的に接続されている。駆動回路4は、第1の共通配線2と電気的に接続され、発熱抵抗体3に導通する電流を制御している。
コネクタ5は、外部からの各端子とサーマルプリントヘッド10の各電極とを介して、駆動回路4と電気的に接続されている。以下の説明において、ESDによる電流をESD電流とも称する。
【0013】
コネクタ5は、第1の共通VH1電極、電源VDD電極、第1のストローブ信号STB1電極、第2のストローブ信号STB2電極、データラッチ信号LAT電極、第2の共通VH2電極、シリアルデータ入力信号DI電極、クロック入力信号CLK電極、位相信号M電極、第1の接地GND_IC電極、第2の接地GND電極を有する。ここで、第1の接地GND_IC電極とは、駆動回路4用の接地電極(ローカル接地電極)である。第2の接地GND電極とは、汎用な接地電極(グローバル接地電極)である。なお、第2の接地GND電極は、駆動回路4に電気的に接続されていてもよい。
【0014】
図2は、第1実施形態に係るサーマルプリントヘッド10を示す全体の等価回路である。
図3は、
図1に示す駆動IC4周辺の拡大図である。
【0015】
第1実施形態に係るサーマルプリントヘッド10の基板内の構成及び配線について、
図2及び
図3を用いて説明する。
【0016】
サーマルプリントヘッド10は、
図2及び
図3に示すように、発熱抵抗体3の一例である抵抗体R1~R128と、抵抗体R1~R128の通電を制御する駆動回路4と、駆動回路4に接続された入力信号配線(13~15、17~19)及び電源配線(11A、11B)と、駆動回路4と入力信号配線(13~15、17~19)を介して電気的に接続された入力信号電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)と、駆動回路4と電気的に接続された出力信号電極の一例である第1の共通VH1電極と、駆動回路4と電源配線(11A、11B)を介して電気的に接続された電源VDD電極と、駆動回路4と電気的に接続された接地電極の一例である第1の接地GND_IC電極と、第1の共通VH1電極と電気的に接続されたシールド配線(20A、20B)と、を備える。なお、第1の共通VH1電極は、
図2及び
図3に示すように、出力信号配線の一例である第1の共通配線2と電気的に接続されていてもよい。出力信号電極の一例である第2の共通VH2電極は、出力信号配線の一例である第2の共通配線16を介して電気的に接続されていてもよい。また、第1の接地GND_IC電極は、接地配線12を介して電気的に接続されていてもよい。以下の説明において、抵抗体R1~R128の総称を発熱抵抗体3と称する。また、駆動回路4を駆動IC(駆動集積回路:駆動 Integrated Circuit)4とも称する。ここで、一例として発熱抵抗体3である抵抗体R1~R128を128個で説明したが、抵抗体の数量は、128個等の複数に限定するもではなく、例えば、1個でもよい。
【0017】
図2及び
図3に示すように、抵抗体R1~R128の一端は、第1の共通配線2を介して、サーマルプリントヘッド10の第1の共通VH1電極に電気的に接続されている。また、抵抗体R1~R128の他端は、駆動IC4の各ドライバ出力DO1~DO128端子に電気的に接続されている。
【0018】
駆動IC4の電源VDD端子は、電源配線(11A、11B)を介してサーマルプリントヘッド10の電源VDD電極に電気的に接続されている。なお、電源配線(11A、11B)は、どちらか片方を配置してもよい。
【0019】
駆動IC4の第1の接地GND_IC端子は、接地配線12を介してサーマルプリントヘッド10の第1の接地GND_IC電極に電気的に接続されている。
【0020】
駆動IC4の第1のストローブ信号STB1端子は、入力信号配線13を介してサーマルプリントヘッド10の第1のストローブ信号STB1電極に電気的に接続されている。第1のストローブ信号STB1とは、例えば、R1~R64までの抵抗体を発熱する時間を制御する信号である。
【0021】
駆動IC4の第2のストローブ信号STB2端子は、入力信号配線14を介してサーマルプリントヘッド10の第2のストローブ信号STB2電極に電気的に接続されている。第2のストローブ信号STB2とは、例えば、R65~R128までの抵抗体を発熱する時間を制御する信号である。
【0022】
駆動IC4のデータラッチ信号LAT端子は、入力信号配線15を介してサーマルプリントヘッド10のデータラッチ信号LAT電極に電気的に接続されている。データラッチ信号LATとは、例えば、シフトレジスタのデータ読み込みまたは直前のデータの保持を制御する入力信号である。
【0023】
駆動IC4の複数の第2の共通電極VH2_A~VH2_H端子は、出力信号配線の一例である第2の共通配線16を介してサーマルプリントヘッド10の第2の共通VH2電極に電気的に接続されている。駆動IC4の第2の共通電極VH2_A~VH2_H端子は、駆動IC4内部の配線抵抗の影響を最小にするため、各ドライバ出力DO1~DO128端子に対面して複数個配置されていてもよい。
【0024】
駆動IC4のシリアルデータ入力信号DI端子は、入力信号配線17を介してサーマルプリントヘッド10のシリアルデータ入力信号DI電極に電気的に接続されている。シリアルデータ入力信号とは、駆動IC4へ入力するシフトレジスタのシリアルデータ信号である。
【0025】
駆動IC4のクロック入力信号CLK端子は、入力信号配線18を介してサーマルプリントヘッド10のクロック入力信号CLK電極に電気的に接続されている。
【0026】
駆動IC4の位相信号M端子は、入力信号配線19を介してサーマルプリントヘッド10の位相信号M電極に電気的に接続されている。位相信号Mとは、第1の共通VH1電極と第2の共通VH2電極の間の電圧の位相を示す信号である。
【0027】
入力信号電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)は、第1のストローブ信号STB1電極、第2のストローブ信号STB2電極、データラッチ信号LAT電極、シリアルデータ入力信号DI電極、クロック入力信号CLK電極、及び位相信号M電極を有する。
【0028】
シールド配線(20A、20B)の一方は、第1の共通VH1電極に出力信号配線の一例である第1の共通配線2を介して電気的に接続されている。また、シールド配線(20A、20B)の他方は、未接続にしている。つまり、シールド配線(20A、20B)の他方は、ESD電流を誘導するための配線であり、一方の第1の共通VH1電極にESD電流を流すため、終端には素子を接続しない。すなわち、シールド配線(20A、20B)は、コネクタ5の電源VDD電極または各信号入力電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)から電源配線(11A、11B)または入力信号配線(13~15、17~19)を介してESD電流(30A、30B)を導通することで他の素子へのダメージを防ぐことができる。
【0029】
シールド配線(20A、20B)は、
図3に示すように、電源VDD電極に印加されたESD電流を導通可能なように電源配線(11A、11B)と離隔して配置されている。なお、シールド配線(20A、20B)は、各信号入力電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)に印加されたESD電流を導通可能なように入力信号配線(13~15、17~19)と離隔して配置されていてもよい。
【0030】
なお、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に限定されない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極、配線、スイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
【0031】
(ESD電流経路)
図3に示すように、駆動IC4周辺には、駆動IC4の各ドライバ出力DO1~DO128端子、各第2の共通電極VH2_A~VH2_H端子、第1の接地電極GND_IC端子、電源VDD端子の各配線が密集して配置されている。
【0032】
また、駆動IC4周辺には、駆動IC4の第1のストローブ信号STB1端子、第2のストローブ信号STB2端子、データラッチ信号LAT端子、シリアルデータ入力信号DI端子、クロック信号CLK端子、及び位相信号M端子の各配線が密集して配置されている。
【0033】
一般的に、サーマルプリントヘッド10の各抵抗体及び各抵抗体周辺は、配線がオーバーコート用ガラス層で覆われているため、外部からのESD電流が配線に達することはない。しかし、駆動IC4周および駆動IC4直下は、ガラス層が設けられていない。また、サーマルプリントヘッド10のコネクタ5は、ガラス層が設けられていない。そのため、保護されていない電極から印加されるESD電流は、サーマルプリントヘッド10の内部である駆動IC4周辺で配線間を介して流れやすい。
【0034】
具体的には、
図3に示すように、例えば、サーマルプリントヘッド10の電源VDD電極にESD電流(30A、30B)が流れた場合、ESD電流(30A、30B)は、電源VDD電極から電源配線(11A、11B)、シールド配線(20A、20B)、及び第1の共通配線2を介して第1の共通VH1電極に流れていく。なお、駆動ICの端子配置は、限定するものではなく、電源VDD端子と各信号入力電極の配置が異なっていてもよい。また、各信号入力電極にESD電流が流れた場合も、各信号入力電極からESD電流が流れやすい位置にシールド配線を配置されていてもよい。
【0035】
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、ESD電流がコネクタの電極に導通しても、シールド配線によって、素子を保護することができる。
【0036】
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Aについて図面を用いて説明する。ここで、
図4は、第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Aを示す全体の等価回路図である。
図5は、
図4で示す駆動IC4周辺の拡大図である。
【0037】
第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Aは、
図4及び
図5に示すように、シールド配線(21A、21B)の接続先が異なる。第1の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10は、シールド配線(20A、20B)が、第1の共通VH1電極に電気的に接続されているのに対し、第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Aは、シールド配線(21A、21B)が、接地電極の一例である第1の接地GND_IC電極に電気的に接続されている。
【0038】
第2の実施形態において、第1の実施形態と共通する点(例えば、第1の共通配線2、発熱抵抗体3、駆動IC4、電源VDD電極、第1の接地GND_IC電極、各入力信号電極、第1の共通VH1電極、第2の共通VH2電極)は、第1の実施形態を援用し、以下、異なる点について説明する。
【0039】
図4及び
図5に示すように、シールド配線(21A、21B)の一方は、第1の接地GND_IC電極に電気的に接続されている。また、シールド配線(21A、21B)の他方は、未接続にしている。つまり、シールド配線(21A、21B)の他方は、ESD電流を誘導するための配線であり、一方の第1の接地GND_IC電極にESD電流を流すため、終端には素子を接続しない。すなわち、シールド配線(21A、21B)は、コネクタ5の電源VDD電極または各信号入力電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)から電源配線(11A、11B)または入力信号配線(13~15、17~19)を介してESD電流(31A、31B)を導通させることで他の素子へのダメージを防ぐことができる。
【0040】
(ESD電流経路)
具体的には、
図5に示すように、例えば、サーマルプリントヘッド10Aの電源VDD電極にESD電流(31A、31B)が導通した場合、ESD電流(31A、31B)は、電源VDD電極から電源配線(11A、11B)、シールド配線(21A、21B)、及び第1の接地GND_IC電極に流れていく。なお、駆動IC4の端子配置は、限定するものではなく、電源VDD端子と各信号入力電極の配置が異なっていてもよい。また、各信号入力電極にESD電流が流れた場合も、各信号入力電極からESD電流が流れやすい位置にシールド配線を配置してもよい。
【0041】
以上説明したように、第2の実施の形態によれば、ESD電流がコネクタの電極に印加しても、シールド配線によって、素子を保護することができる。
【0042】
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Bについて図面を用いて説明する。ここで、
図6は、第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Bを示す全体の等価回路図である。
図7は、
図6で示す駆動IC4周辺の拡大図である。
【0043】
第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Bは、
図6及び
図7に示すように、シールド配線(22A、22B)の接続先が異なる。第2の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Aでは、シールド配線(21A、21B)が、第1の接地GND_IC電極に電気的に接続されているのに対し、第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Bでは、シールド配線(22A、22B)が、出力信号電極の一例である第2の共通VH2電極に電気的に接続されている。
【0044】
第3の実施形態において、第2の実施形態と共通する点(例えば、第1の共通配線2、発熱抵抗体3、駆動IC4、電源VDD電極、第1の接地GND_IC電極、各入力信号電極、第1の共通VH1電極、第2の共通VH2電極)は、第2の実施形態を援用し、以下、異なる点について説明する。
【0045】
図6及び
図7に示すように、シールド配線(22A、22B)の一方は、第2の共通VH2電極に電気的に接続されている。また、シールド配線(22A、22B)の他方は、未接続にしている。つまり、シールド配線(22A、22B)の他方は、ESD電流を誘導するための配線であり、一方の第2の共通VH2電極にESD電流を流すため、終端には素子を接続しない。すなわち、シールド配線(22A、22B)は、コネクタ5の電源VDD電極または各信号入力電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)から電源配線(11A、11B)または入力信号配線(13~15、17~19)を介して流れるESD電流(32A、32B)を導通することで他の素子へのダメージを防ぐことができる。
【0046】
(ESD電流経路)
具体的には、
図7に示すように、例えば、サーマルプリントヘッド10Bの電源VDD電極にESD電流(32A、32B)が流れた場合、ESD電流(32A、32B)は、電源VDD電極から電源配線(11A、11B)、シールド配線(22A、22B)、及び第2の共通VH2電極に導通する。なお、駆動IC4の端子配置は、限定するものではなく、電源VDD端子と各信号入力電極の配置が異なっていてもよい。また、各信号入力電極にESD電流が流れた場合も、各信号入力電極からESD電流が導通しやすい位置にシールド配線を配置してもよい。
【0047】
以上説明したように、第3の実施の形態によれば、ESD電流がコネクタの電極に印加しても、シールド配線によって、素子を保護することができる。
【0048】
[第4の実施形態]
第4の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Cについて図面を用いて説明する。ここで、
図8は、第4の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Cを示す全体の等価回路図である。
図9は、
図8で示す駆動IC4周辺の拡大図である。
【0049】
第4の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Cは、
図8及び
図9に示すように、シールド配線(23A、23B)の接続先が異なる。第3の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Bは、シールド配線(22A、22B)が、第2の共通VH2電極に電気的に接続されているのに対し、第4の実施形態に係るサーマルプリントヘッド10Cは、シールド配線(23A、23B)が、接地電極の一例である第2の接地GND電極に電気的に接続されている。
【0050】
第4の実施形態において、第3の実施形態と共通する点(例えば、第1の共通配線2、発熱抵抗体3、駆動IC4、電源VDD電極、第1の接地GND_IC電極、各入力信号電極、第1の共通VH1電極、第2の共通VH2電極)は、第3の実施形態を援用し、以下、異なる点について説明する。
【0051】
図8及び
図9に示すように、シールド配線(23A、23B)の一方を接地電極の一例である第2の接地GND電極に電気的に接続されている。また、シールド配線(23A、23B)の他方は、未接続にしている。つまり、シールド配線(23A、23B)の他方は、ESD電流を誘導するための配線であり、一方の第2の接地GND電極にESD電流を流すため、終端には素子を接続しない。すなわち、シールド配線(23A、23B)は、コネクタ5の電源VDD電極または各信号入力電極(STB1、STB2、LAT、DI、CLK、M)から電源配線(11A、11B)または入力信号配線(13~15、17~19)を介してESD電流(33A、33B)を導通させることで他の素子へのダメージを防ぐことができる。
【0052】
(ESD電流経路)
具体的には、
図9に示すように、例えば、サーマルプリントヘッド10Cの電源VDD電極にESD電流(33A、33B)が流れた場合、ESD電流(33A、33B)は、電源VDD電極から電源配線(11A、11B)、シールド配線(23A、23B)、及び第2の接地GND電極に流れていく。なお、駆動IC4の端子配置は、限定するものではなく、電源VDD端子と各信号入力電極の配置が異なっていてもよい。また、各信号入力電極にESD電流が流れた場合も、各信号入力電極からESD電流が流れやすい位置にシールド配線を配置してもよい。
【0053】
以上説明したように、第4の実施の形態によれば、ESD電流がコネクタの電極に印加しても、シールド配線によって、素子を保護することができる。
【0054】
(その他の実施形態)
上述のように、一実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本実施形態は、ここでは記載しない様々な実施形態等を含む。
【符号の説明】
【0055】
2 第1の共通配線
3 発熱抵抗体
4 駆動回路
10 サーマルプリントヘッド
11A、11B 電源配線
12 接地配線
13、14、15、17、18、19 入力信号配線
16 第2の共通配線
20A、20B、21A、21B、22A、22B、23A、23B シールド配線
30A、30B、31A、31B、32A、32B、33A、33B ESD電流
R1~R128 抵抗体
STB1 第1ストローブ信号
STB2 第2ストローブ信号
LAT データラッチ信号
DI シリアルデータ入力信号
CLK クロック入力信号
M 位相信号