JP2718289B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ等で用
いられているサーマルヘッドの製造方法に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】一般にサーマルヘッドは、感熱記録紙上
に数字、文字、記号等を記録するために用いられるもの
で、通常は、絶縁性基板上に一対の電極を形成するとと
もに、該両電極間に発熱抵抗体を接続して構成されてい
る。そしてこのサーマルヘッドを用いて記録を行なう場
合は、両電極間の発熱抵抗体に電圧を印加して該抵抗体
を発熱させ、その熱を感熱記録紙に与えればよく、これ
により感熱記録紙には抵抗体の発熱に応じて感熱記録が
行なわれることとなる。 【０００３】そして従来この種のサーマルヘッドはその
製造プロセスの相違に基づいて厚膜型と薄膜型とに分類
されており、上記厚膜型サーマルヘッドは薄膜型サーマ
ルヘッドに比し、製造プロセスが極めて容易で量産性に
富み、しかも廉価かつ強靭である等の特性を有してい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の厚
膜型サーマルヘッドでは、発熱抵抗体の抵抗値のばらつ
きが、薄膜型のそれが±７％以下と小さいものに対し、
±25％と極めて大きく、作画した場合に画質が見劣り
し、この抵抗値のばらつきに起因する画質の見劣りを解
消するためには電源容量を大きくする必要がある等の欠
点があった。 【０００５】即ち、発熱抵抗体の抵抗値をＲ、印加電圧
をＶとすると、発熱抵抗体に印加される電力Ｐ_O はＶ²
／Ｒで表される。ここで印加電圧Ｖは一定とする。しか
るに抵抗値Ｒに偏差±ΔＲがあった場合には、印加電力
は変動し、最小印加電力ＰMIN 、最高印加電力ＰMAX は
それぞれ次の式で表される。 ＰMIN ＝Ｖ² ／Ｒ（１＋ΔＲ） ＝Ｐ_O ／（１＋ΔＲ） …(1) ＰMAX ＝Ｖ² ／Ｒ（１−ΔＲ） ＝Ｐ_O ／（１−ΔＲ） …(2) そして上記式(1)(2)に、厚膜抵抗体の特性であるΔＲ＝
±25％を代入すると、そのエネルギー差は−20％〜＋30
％となる。一方、感熱記録紙の印字濃度Ｄは印加電力の
増加に伴ってほぼそれに比例して増加していくが、その
増加係数をｋ（通常の感熱記録紙ではｋ＝４Ｄ／Ｗ）と
すると、上記印加電力の差によって生じる濃度差ΔＤは
次式で表わされる。 ここでｋ＝４，Ｐ_O ＝0.5 Ｗと仮定し、式(3) を用い
て濃度差ΔＤを求めると、ΔＲ＝±７％の薄膜型サーマ
ルヘッドでは生じる濃度差がΔＤ＝Δ0.28と小さいのに
対し、ΔＲ＝±25％の厚膜型サーマルヘッドでは濃度差
はΔＤ＝1.07と、薄膜型のそれに比して3.8 倍も大きく
なる。この状態で感熱記録紙上に印字を行なった場合に
は、発熱抵抗体に対応する縦すじが現れ、画面が著しく
損なわれることとなる。 【０００６】また感熱記録紙は濃度が約1.3 で飽和する
という特性を持つが、全ドットの発熱抵抗体を視覚上黒
と感ずる濃度最低値1.0 に対応する温度以上に発熱させ
ようとした場合には、発熱抵抗体への印加電力は平均濃
度がＤ＝（1.0 ＋ΔＤ／２）となるような電力に設定す
る必要がある。この場合、上記のように濃度差ΔＤが大
きいと、当然平均濃度を高く設定することとなって電力
としての余分のエネルギーが必要となり、その結果上述
の画質劣化の問題を解消するためには電源容量を大きく
する必要が生じることとなる。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明に係るサーマル
ヘッドの製造方法は、多数の厚膜の発熱抵抗体につなが
る共通電極と各発熱抵抗体につながる導電部とを有し、
一方のプローブを上記共通電極に接触させ、他方のプロ
ーブを上記各導電部に接触させて上記各発熱抵抗体の抵
抗値を検出し、その検出した抵抗値が所望の設定値より
高い抵抗体に対して上記一方のプローブを上記共通電極
に接触させたままで上記他方のプローブをその導電部に
接触させ、その発熱抵抗体の抵抗値が低下する範囲内に
おいて上記所望の設定値に近付けるための、上記所望の
設定値と上記検出した抵抗値との偏差に対応した波高値
を有する電圧パルスを印加し、その抵抗値を上記所望の
設定値付近に低下させることにより、多数の発熱抵抗体
に対する抵抗値を均一にするようにしたものである。 【０００８】 【作用】この発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、
各発熱抵抗体の抵抗値を検出し、所望の設定値より高い
抵抗値を有する発熱抵抗体に対して、上記所望の設定値
と検出した抵抗値との偏差に応じた大きさの電圧パルス
を一対のプローブ間に印加して抵抗値を上記所望の設定
値付近に低下させるので、多数の発熱抵抗体に対して迅
速に抵抗値のばらつきを改善することができる。 【０００９】 【実施例】 実施例１．本発明の実施例の説明に先立ち、まず本発明
の原理的な事項について説明する。厚膜の発熱抵抗体で
は、これに定格よりも高い電力を印加した場合にはその
抵抗値が低下し、さらに高い電力を印加すると今度は抵
抗値が上昇していくという特性を持つ。これは、電力の
印加によって発熱抵抗体内で局所的に絶縁破壊が生じて
いることが原因であると考えられる。第１図は縦軸に抵
抗値の変化率ΔＲ／Ｒ、横軸に印加電力をとったときの
両者の関係を示す、図１において、印加電力Ｐ_O は実動
作条件として設定されるポイントで、これを越えて印加
電力ＰＢに至るまでの範囲は長時間の電力印加の下で劣
化が進んでいく範囲であり、さらに印加電力ＰＢを越え
た範囲は極く短時間の電力印加で劣化破損に至る範囲で
ある。この特性曲線の中で特に注目に値するのは、印加
電力Ｐ_O からＰＢに至る範囲であり、この範囲では極く
短時間の電力印加であれば、抵抗値が低下するだけで劣
化は生じない。従ってこの範囲の電力を印加するように
すれば、発熱抵抗体の抵抗値をトリミングすることが可
能である。この場合、印加電圧は直流電圧、パルス電圧
のいずれの電圧であってもよい。 【００１０】そして第２図は本発明の基礎となる本発明
者の実験結果を示すものであり、縦軸に抵抗値変化率Δ
Ｒ／Ｒ、横軸にパルス電圧をとり、例えばデューティ比
１／50、パルス幅１μsec のパルス電圧を、その電圧を
段階的に上げていって印加した場合の抵抗値の変化率を
示したものである。第２図によれば、例えば−30％の抵
抗値トリミングを行なう場合には80Ｖのパルス電圧を印
加すればよいことが分かる。このことは、検出した抵抗
値が所望の設定値との偏差がわかり、従って抵抗値の変
化率を容易に求められ、第２図の特性から所望の設定値
まで抵抗値を低下させるには、いくらの電圧パルスを印
加すればよいか定まる。なお印加方法は20Ｖ、40Ｖ、60
Ｖと段階的に増加させていってもよく、この方法であれ
ば、発熱抵抗体の抵抗値を限りなく希望する値に近ずけ
ることができる。また印加電圧として直流電圧を用いる
場合には、この場合も抵抗値だけがドリフトし、劣化破
損に至らないような低い電圧、例えば５Ｖ程度の電圧を
印加するようにすればよい。 【００１１】次に本発明の実施例を図について説明す
る。第３図及び第４図は本発明の一実施例によるサーマ
ルヘッドを示す。図において、１は例えばアルミナ等か
らなる絶縁性基板、２は絶縁性基板１上に形成され、複
数の突条電極部2aを有する共通電極、31〜3nは絶縁性基
板１上にそれぞれが上記共通電極２の電極部2a間に入り
込むようにして、即ちインターディジット型に形成され
た複数の個別電極、４は絶縁性基板１上に共通電極２の
突条電極部2a及び個別電極31〜3nと電気的に接続して形
成され、隣接する突条電極部2a間の部分がそれぞれ１ビ
ットの発熱抵抗体4aとなった発熱抵抗体群であり、上記
発熱抵抗体4aの抵抗値はそれが所要の抵抗値より高いと
きにはパルス電圧印加によって低下させられいてる。５
は発熱抵抗体4aへの通電を制御するための32ビットのド
ライバ、61〜632 は個別電極31〜3nの他端が接続された
32個のドライバ５のパッドである。 【００１２】次に製造方法について説明する。本サーマ
ルヘッドを製造する場合、まず絶縁性基板１上に従来公
知の厚膜技術を用いて共通電極２、個別電極31〜3n及び
パッド61〜632 を形成するとともに、該絶縁性基板１上
にこれも従来公知の厚膜技術を用いて発熱抵抗体群４を
共通電極２及び個別電極31〜3nと電気的に接続して形成
する。次に共通電極２に抵抗検出器の一方のプローブを
接触させ、他方のプローブをパッド61〜632 に順次接触
させて、各発熱抵抗体4aの抵抗値を検出し、その際、抵
抗値が設定値Ｒ_O より高い発熱抵抗体4a（第５図のＡ
部、Ｂ部参照）については、プローブを共通電極２とパ
ッド61〜632 に当てた状態のままで、検出器から該プロ
ーブを取り外し、該両プローブ間に、デューティ比１／
50、パルス幅１μsec 、及び抵抗値の偏差に応じた大き
さ（第２図参照）のパルス電圧を印加し、その抵抗値を
設定値Ｒ_O近くまで低下させ（第５図のＣ部、Ｄ部参
照）、最後に絶縁性基板２上にドライバ５を搭載する。
このようにすれば本サーマルヘッドを製造することがで
きる。 【００１３】以上のような本実施例のサーマルヘッドで
は、発熱抵抗体の抵抗値のばらつきを薄膜型サーマルヘ
ッドのそれと同程度、あるいはそれ以下に抑えることが
でき、その結果電源容量を大きくすることなく、画質を
大幅に向上できる。特に本サーマルヘッドでは、所定値
より高い抵抗値を有する発熱抵抗体についてその抵抗値
を下げるようにしたので画質劣化のうち特に問題となる
濃度不足の問題を解消できるものである。 【００１４】また抵抗値のばらつきを抑える方法として
は発熱抵抗体の印刷条件、例えば幅を変えることが考え
られるが、この方法では印字ドットの大きさにばらつき
が生じるという問題がある。これに対して本発明ではパ
ルス電圧の印加によって抵抗値のばらつきを抑制するよ
うにしているので、印字ドットの大きさにばらつきが生
じることはない。なお上記実施例では印加電圧としてパ
ルス電圧を用いたが、これは直流電圧であってもよい。
また本発明は勿論厚膜型サーマルヘッドではなく、薄膜
型サーマルヘッドに適用してもよい。 【００１５】 【発明の効果】以上ように、この発明に係るサーマルヘ
ッドの製造方法によれば、所望の設定値より高い抵抗値
を有する発熱抵抗体に対して所望の設定値と抵抗値の偏
差に応じた大きさの電圧パルスを印加してその抵抗値を
低下させるようにしたので、電源容量を増大させること
なく、多数の発熱抵抗体に対して迅速に抵抗値のばらつ
きを改善でき、画質を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に関する印加電力と抵抗値変化率の特
性図 【図２】この発明に関するパルス電圧と抵抗値変化率の
特性図 【図３】この発明の一実施例を説明するためのサーマル
ヘッドの平面図 【図４】図３の一部拡大図 【図５】この発明に係るサーマルヘッドの製造方法を説
明するための説明図 【符号の説明】 １ 絶縁性基板 4a 発熱抵抗体

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．多数の厚膜の発熱抵抗体につながる共通電極と各発
   熱抵抗体につながる導電部とを有し、一方のプローブを
   上記共通電極に接触させ、他方のプローブを上記各導電
   部に接触させて上記各発熱抵抗体の抵抗値を検出し、そ
   の検出した抵抗値が所望の設定値より高い抵抗体に対し
   て上記一方のプローブを上記共通電極に接触させたまま
   で上記他方のプローブをその導電部に接触させ、その発
   熱抵抗体の抵抗値が低下する範囲内において上記所望の
   設定値に近付けるための、上記所望の設定値と上記検出
   した抵抗値との偏差に対応した波高値を有する電圧パル
   スを印加し、その抵抗値を上記所望の設定値付近に低下
   させることにより、多数の発熱抵抗体に対する抵抗値を
   均一にするようにしたことを特徴とするサーマルヘッド
   の製造方法。