JP2810243B2 - Thermal head resistor trimming method - Google Patents
Thermal head resistor trimming methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドの発熱
抵抗体の抵抗値を調整する抵抗体トリミング方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistor trimming method for adjusting a resistance value of a heating resistor of a thermal head.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種印画出力装置に用いられるサーマル
ヘッドは、ヘッド基板上に複数の発熱抵抗体が形成さ
れ、この発熱抵抗体が選択的に電力付勢されて感熱印画
が行われる。2. Description of the Related Art In a thermal head used in various printing output devices, a plurality of heating resistors are formed on a head substrate, and the heating resistors are selectively energized to perform thermal printing.
【0003】このとき設計された印画濃度を実現するた
めに、各発熱抵抗体の抵抗値は均一である必要がある。
このため、発熱抵抗体の形成後に発熱抵抗体に電圧パル
スを印加して抵抗値を低下させ、バラツキを可及的に抑
制するトリミング技術が採用されている。At this time, in order to realize the designed printing density, the resistance values of the respective heating resistors need to be uniform.
For this reason, a trimming technique has been employed in which a voltage pulse is applied to the heating resistor after the heating resistor is formed to reduce the resistance value and minimize the variation.
【0004】このようなトリミングを行う従来例とし
て、サーマルヘッドを製造するにあたり、同一ロット内
や同一基板内では、各発熱抵抗体に同一のトリミングパ
ルスを印加した際の抵抗値の変化状態に規則性や再現性
が見られる現象に着目し、印加するトリミングパルスの
電圧値と抵抗値Rの変化率ΔR/Rとの間の相関関係す
なわち校正曲線を予め求めておき、この校正曲線に従っ
て初期電圧V0を決定し、この初期電圧V0を印加する
ことによって抵抗値を可及的に目標抵抗値に近付ける。
この後、増加分ΔVずつ電圧を増加させたパルスを印加
して抵抗値を漸減させている。As a conventional example of performing such trimming, when manufacturing a thermal head, in the same lot or on the same substrate, a change in resistance value when the same trimming pulse is applied to each heating resistor is regulated. The correlation between the voltage value of the trimming pulse to be applied and the rate of change ΔR / R of the resistance value R, that is, the calibration curve is determined in advance, and the initial voltage is calculated according to the calibration curve. V0 is determined, and the resistance value is made as close as possible to the target resistance value by applying the initial voltage V0.
Thereafter, a pulse whose voltage is increased by the increment ΔV is applied to gradually reduce the resistance value.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような従来例は、
各発熱抵抗体の抵抗値のばらつきを抑制するものである
が、各発熱抵抗体をトリミングして抵抗値を変化させる
目標となる適正な目標抵抗値を決定する方法は知られて
いない。このような目標抵抗値が適正に決定されない場
合、下記の問題が生じる。SUMMARY OF THE INVENTION Such a conventional example is as follows.
Although it is intended to suppress the variation in the resistance value of each heating resistor, there is no known method for trimming each heating resistor and determining an appropriate target resistance value as a target for changing the resistance value. If such a target resistance value is not properly determined, the following problem occurs.
【0006】(1)従来例では、発熱抵抗体の抵抗値を低
下させるのでトリミング処理以前の初期抵抗値が目標抵
抗値より小さい場合には、トリミング処理が不可能であ
る。(1) In the conventional example, the trimming process cannot be performed if the initial resistance value before the trimming process is smaller than the target resistance value because the resistance value of the heating resistor is reduced.
【0007】(2)各発熱抵抗体に対するトリミング処理
が、全発熱抵抗体に亘って終了し、サーマルヘッド内の
抵抗値分布が改善された場合であっても、当該サーマル
ヘッドの平均抵抗値がサーマルヘッドに要求される平均
抵抗値に関する最大許容値と最小許容値との範囲内に存
在しているか否かは不明である。(2) Even if the trimming process for each heating resistor is completed over all the heating resistors and the resistance value distribution in the thermal head is improved, the average resistance value of the thermal head is reduced. It is unknown whether the average resistance value required for the thermal head is within the range of the maximum allowable value and the minimum allowable value.
【0008】(3)トリミング処理により抵抗値を低下さ
せる場合に、変化量が過大であれば発熱抵抗体が破壊さ
れる。(3) When the resistance value is reduced by the trimming process, if the change amount is excessive, the heating resistor is destroyed.
【0009】またサーマルヘッドにおいて印加時におけ
る濃度むらなどを生じる抵抗値のばらつきには、下記の
3種類がある。In the thermal head, there are the following three types of variations in resistance value that cause density unevenness during application.
【0010】(1)ヘッド間のばらつき、すなわち同一
規格のサーマルヘッドであっても、各ヘッド毎の平均抵
抗値にバラツキが生じる。(1) Variations between heads, that is, even for thermal heads of the same standard, variations occur in the average resistance value of each head.
【0011】(2)ヘッド内のばらつき、すなわち単一
のサーマルヘッド内における発熱抵抗体の抵抗値のバラ
ツキである。(2) Variations in the head, that is, variations in the resistance value of the heating resistor in a single thermal head.
【0012】(3)隣接ドット間のばらつき、すなわち
単一のサーマルヘッド内の隣接する発熱抵抗体間のばら
つき。(3) Variation between adjacent dots, that is, variation between adjacent heating resistors in a single thermal head.
【0013】ここで厚膜サーマルヘッドにおいて、発熱
抵抗体はペースト状の抵抗体材料を印刷にて電気絶縁性
基板上に形成するため、抵抗値のばらつきは、この印刷
精度に最も左右され、したがって前記ヘッド内および隣
接ドット間のばらつきが大きく、ヘッド間のばらつきは
ヘッド毎の平均抵抗値のばらつきであるため、比較的小
さくなることが知られている。一方、薄膜のサーマルヘ
ッドの場合、スパッタリングや蒸着などにより、抵抗体
材料層を形成した後、所定のパターン形状にエッチング
して発熱抵抗体として形成する。これにより抵抗値のば
らつきは、隣接ドット間のばらつきとしてたとえば±
0.5%程度と小さく、ヘッド内のばらつきも比較的小
さいことが知られている。一方、同一膜厚をヘッド毎に
毎回形成することが困難であるため、ヘッド間のばらつ
きは比較的大きくなる。Here, in the thick-film thermal head, since the heating resistor is formed by printing a paste-like resistor material on the electrically insulating substrate by printing, the variation in the resistance value is most affected by the printing accuracy. It is known that the variation within the head and between adjacent dots is large, and the variation between heads is relatively small because the variation is an average resistance value of each head. On the other hand, in the case of a thin-film thermal head, after forming a resistor material layer by sputtering or vapor deposition, it is etched as a predetermined pattern to form a heating resistor. Thereby, the variation in the resistance value is, for example, ±
It is known that the variation is as small as about 0.5% and the variation in the head is relatively small. On the other hand, since it is difficult to form the same film thickness every time for each head, variation between heads is relatively large.
【0014】この3種類の抵抗値のばらつきのうち、ヘ
ッド間のばらつきはサーマルヘッドを駆動する電源の仕
様に大きく影響する。すなわちサーマルヘッド毎の平均
抵抗値がばらつくため、同一構成の電源で、このような
サーマルヘッドを駆動しようとすると電源の容量が大き
くなり、またサーマルヘッド毎に駆動電圧を調整する回
路が必要となり、構成が複雑化してしまう。Of the three types of resistance value variations, variations between heads greatly affect the specifications of a power supply for driving a thermal head. That is, since the average resistance value for each thermal head varies, if such a thermal head is driven with the same configuration of power supply, the capacity of the power supply increases, and a circuit for adjusting the drive voltage for each thermal head is required. The configuration becomes complicated.
【0015】一方、ヘッド内のばらつきおよび隣接ヘッ
ド間のばらつきは、たとえば中間調の感熱印画などの高
精度の感熱印画を行う際には、濃度むらを生じるけれど
も、中間調表示を行わない文字や各種キャラクタの印字
動作時には、このようなヘッド内および隣接ドット間の
ばらつきは品質に及ぼす影響が小さくなる。このような
低精度の感熱記録を行う場合のサーマルヘッドの抵抗体
をトリミングするに際して、高速かつ容易な方法が希望
されている。On the other hand, variations in the head and variations between adjacent heads may cause unevenness in density when performing high-precision thermal printing such as half-tone thermal printing, but do not perform halftone display. During the printing operation of various characters, such variations in the head and between adjacent dots have a small effect on quality. When trimming the resistor of the thermal head when performing such low-precision thermal recording, a high-speed and easy method is desired.
【0016】本発明の第1の目的は上述の技術的課題を
解消し、適正な目標抵抗値を決定することができ、製造
されるサーマルヘッドの品質を格段に向上することがで
きるサーマルヘッドの抵抗体トリミング方法を提供する
ことである。A first object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems, to determine an appropriate target resistance value, and to significantly improve the quality of a manufactured thermal head. An object of the present invention is to provide a resistor trimming method.
【0017】本発明の第2の目的は、このヘッド間の平
均抵抗値のばらつきにのみ着目し、適正な目標平均抵抗
値を決定することができ、高速で容易なサーマルヘッド
の抵抗体トリミング方法を提供することである。A second object of the present invention is to focus on only the variation of the average resistance value between the heads and determine an appropriate target average resistance value. It is to provide.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、サーマルヘッ
ドの電気絶縁性基板上に直線状に配列された複数の発熱
抵抗体をトリミングする方法において、各発熱抵抗体の
最大抵抗値と最小抵抗値とを計測し、次いで発熱抵抗体
の抵抗値変化曲線における最大抵抗値に基づくトリミン
グの抵抗下限値と、最小抵抗値に基づくトリミングの抵
抗上限値とを求め、しかる後、発熱対抗体のトリミング
を行って各発熱抵抗体の平均抵抗値を予め定められる最
大許容値と最小許容値の範囲内に設定したことを特徴と
するサーマルヘッドの抵抗体トリミング方法である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of trimming a plurality of heating resistors linearly arranged on an electrically insulating substrate of a thermal head. Then, the lower resistance value of trimming based on the maximum resistance value and the upper resistance value of trimming based on the minimum resistance value in the resistance value change curve of the heating resistor are obtained, and thereafter, the fever is trimmed against the antibody. And setting the average resistance value of each heating resistor within a range between a predetermined maximum allowable value and a predetermined minimum allowable value.
【0019】[0019]
【作用】本発明に従えば、電気絶縁性基板上に直線状に
配列された複数の発熱抵抗体の最大抵抗値と最小抵抗値
とを計測する。発熱抵抗体の抵抗値変化曲線における最
大抵抗値に基づく最大トリミング処理時における抵抗値
の下限値と、最小抵抗値に基づく最小トリミング処理時
における抵抗値の上限値とを算出する。各発熱抵抗体の
平均値に関して、予め定められる最大許容値と最小許容
値と、前記上限値と下限値とを比較して目標抵抗値を定
めるようにする。According to the present invention, the maximum resistance value and the minimum resistance value of a plurality of heating resistors arranged linearly on an electrically insulating substrate are measured. A lower limit value of the resistance value in the maximum trimming process based on the maximum resistance value in the resistance value change curve of the heating resistor and an upper limit value of the resistance value in the minimum trimming process based on the minimum resistance value are calculated. With respect to the average value of each heating resistor, the target resistance value is determined by comparing a predetermined maximum allowable value and a minimum allowable value with the upper limit value and the lower limit value.
【0020】ここで目標抵抗値は、最小許容値より大き
く、最大許容値より小さい必要がある。かつ、前記上限
値より小さく下限値より大きい必要がある。トリミング
処理以前の抵抗値が、上記条件を満足するとき、たとえ
ば、上限値と最大許容値との小さい方を目標抵抗値に選
んでトリミング処理を行う。前記2つの条件が両立する
場合以外の場合は、全てトリミング処理が不可能な場合
である。このようにして、適正な目標値を自動的に決定
することができ、使用性に優れ、かつ製造されるサーマ
ルヘッドの品質を格段に向上することができる。Here, the target resistance value must be larger than the minimum allowable value and smaller than the maximum allowable value. In addition, it is necessary to be smaller than the upper limit and larger than the lower limit. When the resistance value before the trimming process satisfies the above condition, for example, the smaller of the upper limit value and the maximum allowable value is selected as the target resistance value and the trimming process is performed. Except when the two conditions are compatible, it is impossible to perform trimming. In this way, an appropriate target value can be automatically determined, the usability is excellent, and the quality of the manufactured thermal head can be remarkably improved.
【0021】また本発明に従えば、電気絶縁性基板上に
直線状に配列された複数の発熱抵抗体の抵抗値を計測し
て、平均抵抗値を計算する。この平均抵抗値に基づき、
最小トリミング処理時における抵抗値の下限値と、最小
トリミング処理時における上限値とを算出する。各発熱
抵抗体の平均抵抗値に関して、予め定める最大許容値と
最小許容値と、前記上限値と下限値とを比較して目標平
均抵抗値を定めるようにする。According to the present invention, the average resistance value is calculated by measuring the resistance values of a plurality of heating resistors arranged linearly on the electrically insulating substrate. Based on this average resistance,
A lower limit value of the resistance value during the minimum trimming process and an upper limit value during the minimum trimming process are calculated. Regarding the average resistance value of each heating resistor, a target maximum resistance value is determined by comparing a predetermined maximum allowable value and a minimum allowable value with the upper limit value and the lower limit value.
【0022】ここで目標平均抵抗値は、最小許容値より
大きく、最大許容値より小さい必要がある。かつ上限値
より小さく、下限値より大きい必要がある。トリミング
処理以前の抵抗値が、上記条件を満足するとき、たとえ
ば上限値と最大許容値との小さい方を目標平均抵抗値に
選んで、トリミング処理として、この目標平均抵抗値を
実現するような条件のパルスを決め、各発熱抵抗体に1
回のみ印加する。前記2つの条件が両立する場合以外の
場合は、全てトリミング処理が不可能な場合である。こ
のようにして適正な目標値を自動的に決定することがで
き、高速で容易でかつ製造されるサーマルヘッドのヘッ
ド間の平均抵抗値のばらつきを抑制することができる。Here, the target average resistance value must be larger than the minimum allowable value and smaller than the maximum allowable value. In addition, it must be smaller than the upper limit and larger than the lower limit. When the resistance value before the trimming process satisfies the above condition, for example, a smaller one of the upper limit value and the maximum allowable value is selected as a target average resistance value, and a condition for realizing the target average resistance value as a trimming process. Pulse for each heating resistor
Apply only once. Except when the two conditions are compatible, it is impossible to perform trimming. In this manner, an appropriate target value can be automatically determined, and high-speed, easy-to-manufacture thermal heads can suppress variations in average resistance value between heads.
【0023】[0023]
【実施例】図1は本発明のトリミング方法を用いて製造
される薄膜サーマルヘッド(以下、サーマルヘッドと略
す)21の構成を説明するための断面図である。サーマ
ルヘッド21は、たとえばアルミニウムなどの金属材料
から成る放熱板22を備え、この上にヘッド基板23が
接着剤層32で固着される。ヘッド基板23上には、図
1の紙面と垂直方向に多数の発熱抵抗体24が直線状に
形成され、またこの発熱抵抗体24の配列方向と並行に
配列され、発熱抵抗体24と図示しない電極にて接続さ
れた複数の駆動回路素子25が配置される。これらの駆
動回路素子25は合成樹脂材料から成る保護層26で被
覆される。FIG. 1 is a sectional view for explaining the structure of a thin film thermal head (hereinafter abbreviated as thermal head) 21 manufactured by using the trimming method of the present invention. The thermal head 21 includes a heat radiating plate 22 made of a metal material such as aluminum, for example, and a head substrate 23 is fixed thereon with an adhesive layer 32. On the head substrate 23, a large number of heating resistors 24 are formed linearly in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and are arranged in parallel with the arrangement direction of the heating resistors 24, and are not shown as the heating resistors 24. A plurality of drive circuit elements 25 connected by electrodes are arranged. These drive circuit elements 25 are covered with a protective layer 26 made of a synthetic resin material.
【0024】ヘッド基板23上にはたとえばスクリーン
印刷などの厚膜技術にて蓄熱層35が形成され、また厚
膜共通電極層27がヘッド基板23の外周に沿って形成
される。蓄熱層35上には発熱抵抗体層34、共通電極
層36および複数の個別電極37が形成され、直線上の
複数の発熱抵抗体24が構成される。発熱抵抗体24
は、たとえばスパッタリングなどの薄膜技術により形成
される耐摩耗層39を介して、プラテンローラ31との
間で感熱紙32に感熱印字を行う。またこの発熱抵抗体
24は集積回路素子として実現される駆動回路素子25
により制御される。駆動回路素子25には絶縁層28で
被覆された前記個別電極37が接続されると共に、駆動
回路素子25に発熱抵抗体24を駆動する信号などを入
力し、絶縁層28で被覆された外部接続端子29が接続
され、駆動回路素子25およびその周辺を被覆して合成
樹脂材料などからなる保護層26が形成される。On the head substrate 23, a heat storage layer 35 is formed by a thick film technique such as screen printing, and a thick film common electrode layer 27 is formed along the outer periphery of the head substrate 23. On the heat storage layer 35, a heating resistor layer 34, a common electrode layer 36, and a plurality of individual electrodes 37 are formed, and a plurality of heating resistors 24 on a straight line are formed. Heating resistor 24
Performs thermal printing on the thermal paper 32 with the platen roller 31 via a wear-resistant layer 39 formed by a thin film technique such as sputtering. The heating resistor 24 is a driving circuit element 25 realized as an integrated circuit element.
Is controlled by The drive circuit element 25 is connected to the individual electrode 37 covered with the insulating layer 28, and receives a signal for driving the heating resistor 24 and the like to the drive circuit element 25, and receives an external connection covered with the insulating layer 28. The terminal 29 is connected, and a protective layer 26 made of a synthetic resin material or the like is formed to cover the drive circuit element 25 and its periphery.
【0025】本発明は、ヘッド基板23上に発熱抵抗体
層34、共通電極36および複数の個別電極37が形成
された段階で、これらによって規定される複数の発熱抵
抗体24毎の抵抗値をトリミングして均一化しようとす
るものである。上記のサーマルヘッド21に対して実験
を行った結果、以下の事実が判明した。According to the present invention, when the heating resistor layer 34, the common electrode 36, and the plurality of individual electrodes 37 are formed on the head substrate 23, the resistance value of each of the plurality of heating resistors 24 defined by these is determined. This is to trim and equalize. As a result of conducting an experiment on the thermal head 21, the following facts were found.
【0026】(1)耐摩耗層39を形成する前に、大気雰
囲気中でトリミングパルスを印加する。このときパルス
幅を適宜選択することにより、発熱抵抗体24の抵抗値
を下げるだけでなく、上げることができる。この実験結
果の概要は図2のグラフに示される。すなわち横軸に印
加電力、縦軸に発熱抵抗体24の抵抗値変化率ΔR/R
を取ると、印加されるトリミングパルスのパルス幅を変
化させることにより、得られる特性曲線が大きく変化す
ることが確認された。図2図示のラインL1,L2,L
3は、相互にパルス幅が異なる場合を示しており、対応
するパルス幅をWL1,WL2,WL3(必要な場合は
WLで総称する)で表すとこれらの関係は、(1) Before forming the wear-resistant layer 39, a trimming pulse is applied in the air atmosphere. At this time, by appropriately selecting the pulse width, the resistance value of the heating resistor 24 can be increased as well as reduced. A summary of the experimental results is shown in the graph of FIG. That is, the abscissa indicates the applied power, and the ordinate indicates the resistance value change rate ΔR / R of the heating resistor 24.
It was confirmed that, when the value was taken, the obtained characteristic curve was significantly changed by changing the pulse width of the applied trimming pulse. The lines L1, L2, L shown in FIG.
3 shows a case where the pulse widths are different from each other, and when the corresponding pulse widths are represented by WL1, WL2, WL3 (collectively referred to as WL if necessary), these relations become:
【0027】[0027]
【数1】WL1>WL2>WL3 である。## EQU1 ## WL1> WL2> WL3.
【0028】すなわちパルス幅WLが比較的長い場合に
は、ラインL1に示されるように印加電力を増大すると
抵抗値は増大する。一方、パルス幅WLが比較的短い場
合には、ラインL3に示されるように閾値電力Pth未
満の範囲Aでは抵抗値は変化しないが、閾値電力Pth
以上の範囲B程度に印加電力を増大すると抵抗値は減少
する。またパルス幅WL1,WL3の中間のパルス幅W
L2では、ラインL2に示されるように、印加電力Pの
程度によって抵抗値の上昇現象と下降現象との双方が現
れる。すなわち印加電力に関する閾値電力Pth未満の
印加電力の範囲Aでは、抵抗値は印加電力の増大に従い
低下率が次第に増大するが、次第に低下率は減少して0
となる。閾値電力Pth以上の印加電力Pの範囲では、
印加電力Pの増大に従い抵抗値は次第に上昇する。That is, when the pulse width WL is relatively long, the resistance value increases when the applied power is increased as shown by the line L1. On the other hand, when the pulse width WL is relatively short, the resistance value does not change in the range A less than the threshold power Pth as indicated by the line L3, but the threshold power Pth
When the applied power is increased to the above range B, the resistance value decreases. In addition, an intermediate pulse width W of the pulse widths WL1 and WL3
In L2, both the rising phenomenon and the falling phenomenon of the resistance value appear depending on the degree of the applied power P as shown in the line L2. That is, in the range A of the applied power that is less than the threshold power Pth with respect to the applied power, the resistance value gradually decreases as the applied power increases, but the resistance decreases gradually to 0.
Becomes In the range of the applied power P equal to or higher than the threshold power Pth,
The resistance value gradually increases as the applied power P increases.
【0029】このようにトリミングパルスのパルス幅W
Lによって、発熱抵抗体24の抵抗値の変化の方向が上
昇または下降のいずれをも取り得る現象は図3を参照し
て、下記のように説明される。すなわちトリミングパル
ス印加によって発熱抵抗体24の抵抗値が変化するの
は、発熱抵抗体層34自身の発熱によるアニール効果、
すなわち発熱抵抗体層34の結晶化と、同じく発熱抵抗
体層34自身の発熱による酸化とによるものである。こ
のうちアニール効果は、発熱抵抗体層34の結晶化の進
行である点で抵抗値の下降現象として現れ、また酸化は
抵抗値の上昇現象として現れる。As described above, the pulse width W of the trimming pulse
The phenomenon that the resistance value of the heating resistor 24 can change either upward or downward depending on L is described as follows with reference to FIG. That is, the resistance value of the heating resistor 24 changes due to the application of the trimming pulse because the heating effect of the heating resistor layer 34 itself results in an annealing effect,
That is, this is due to crystallization of the heating resistor layer 34 and oxidation of the heating resistor layer 34 itself due to heat generation. Among them, the annealing effect appears as a decrease in resistance at the point where crystallization of the heating resistor layer 34 progresses, and the oxidation appears as an increase in resistance.
【0030】図3(1)のように印加されるトリミング
パルスのパルス幅WL1を比較的長くかつ印加電圧を低
く設定したときの発熱抵抗体層34は、印加電圧V1が
比較的低いために温度は急速および大幅な上昇を見せ
ず、一方、パルス幅WL1が比較的長いため比較的低い
温度が長時間続くことになる。発熱抵抗体層34におけ
るアニール効果の進行状態は温度により決定されるもの
であり、この場合の温度T1はアニール効果を発生させ
る温度Taに到達しておらず、前記アニール効果による
抵抗値の下降現象は生じない。しかしながら酸化現象を
発生させる温度Tox以上の温度であり、しかもこの状
態が比較的長時間継続されるので、発熱抵抗体層34に
酸化が進行し抵抗値が上昇する。As shown in FIG. 3A, when the pulse width WL1 of the applied trimming pulse is set relatively long and the applied voltage is set low, the heating resistor layer 34 has a low temperature because the applied voltage V1 is relatively low. Does not show a rapid and significant rise, while a relatively long pulse width WL1 results in a relatively low temperature for a long time. The progress of the annealing effect in the heating resistor layer 34 is determined by the temperature. In this case, the temperature T1 does not reach the temperature Ta at which the annealing effect is generated, and the resistance value decreases due to the annealing effect. Does not occur. However, since the temperature is equal to or higher than the temperature Tox at which the oxidation phenomenon occurs, and this state is continued for a relatively long time, the oxidation of the heating resistor layer 34 progresses and the resistance value increases.
【0031】一方、印加されるトリミングパルスを図4
(1)に示すように、そのパルス幅WL3が比較的短く
かつ印加電圧V2が比較的高い場合、発熱抵抗体層34
の温度変化は図4(2)に示される状態となる。すなわ
ち発熱抵抗体層34は、急速に昇温し前記アニール効果
が生じる温度Taを越えた温度T2に到達する。一方、
パルス幅WL3が比較的短いため温度T2はほとんど持
続せず、急速に室温に復帰する。この場合、温度T2に
対応してアニール効果が進行し、発熱抵抗体層34の抵
抗値は下降する。一方、前記酸化が生じる温度Toxを
越えている期間が比較的短いため、酸化はほとんど発生
せず、抵抗値の上昇は生じない。On the other hand, the applied trimming pulse is shown in FIG.
As shown in (1), when the pulse width WL3 is relatively short and the applied voltage V2 is relatively high, the heating resistor layer 34
The temperature change shown in FIG. 4B is in the state shown in FIG. That is, the temperature of the heating resistor layer 34 rapidly rises and reaches a temperature T2 exceeding the temperature Ta at which the annealing effect occurs. on the other hand,
Since the pulse width WL3 is relatively short, the temperature T2 hardly lasts, and quickly returns to room temperature. In this case, the annealing effect proceeds in accordance with the temperature T2, and the resistance value of the heating resistor layer 34 decreases. On the other hand, since the period during which the temperature exceeds the temperature Tox at which the oxidation occurs is relatively short, the oxidation hardly occurs and the resistance value does not increase.
【0032】すなわちトリミングパルスのパルス幅WL
と印加電力とを適宜選択することにより、前述したアニ
ール効果と酸化とのいずれが支配的な現象となるかを制
御することができる。すなわち発熱抵抗体層34の抵抗
値を上昇あるいは下降させる制御を行うことができる。That is, the pulse width WL of the trimming pulse
By appropriately selecting the power and the applied power, it is possible to control which of the above-described annealing effect and oxidation becomes the dominant phenomenon. That is, control for increasing or decreasing the resistance value of the heating resistor layer 34 can be performed.
【0033】(2)図3(1)に示されるように、発熱抵
抗体層34において抵抗値の上昇のみを生じさせるパル
ス幅WL1のトリミングパルスを印加する場合、トリミ
ングパルスのパルス幅WL1を固定しておけばトリミン
グパルス印加前の抵抗値が発熱抵抗体24毎に異なって
いても、同一の印加電力を印加することにより各発熱抵
抗体24は、ほぼ一定の抵抗値変化率を示す。一方、図
4(1)に示すような抵抗値下降のみを生じさせるパル
ス幅WL3のトリミングパルスを印加する場合も同様で
あり、印加電力が同一であればトリミングパルス印加前
の抵抗値が発熱抵抗体24毎に異なっていても、ほぼ一
定の抵抗値変化率を示す。(2) As shown in FIG. 3A, when a trimming pulse having a pulse width WL1 that causes only a rise in the resistance value in the heating resistor layer 34 is applied, the pulse width WL1 of the trimming pulse is fixed. If the resistance value before the application of the trimming pulse is different for each heating resistor 24, each heating resistor 24 shows a substantially constant resistance value change rate by applying the same applied power, even if the resistance value differs for each heating resistor 24. On the other hand, the same applies to the case where a trimming pulse having a pulse width WL3 that causes only a decrease in the resistance value as shown in FIG. 4A is applied. If the applied power is the same, the resistance value before the application of the trimming pulse is changed to the heating resistance. Even if it differs for each body 24, it shows a substantially constant resistance value change rate.
【0034】本件発明者は、図1図示の発熱抵抗体24
に関して、図1左右方向の長さ151μm、図1紙面と
垂直方向の幅105μmとし、膜厚が異なり、したがっ
て抵抗値が異なる2種類の発熱抵抗体24に関して、発
熱抵抗体の抵抗値の変化を計測した。印加電圧と抵抗値
変化との関係を図5(1)のラインL6,L7に示す。
このように印加電圧との関係では、抵抗値変化の状態は
大幅に異なることが理解される。The present inventor has found that the heating resistor 24 shown in FIG.
1, the length in the left-right direction is 151 μm, the width in the direction perpendicular to the plane of FIG. Measured. The relationship between the applied voltage and the change in the resistance value is shown in lines L6 and L7 in FIG.
As described above, it is understood that the state of the resistance value change is significantly different from the relationship with the applied voltage.
【0035】一方、印加電力と抵抗値変化との関係を図
5(2)のラインL8,L9に示す。同図に示されるよ
うに、印加電力が同一であればトリミング前の初期抵抗
値の相異に拘わらず、同一の抵抗値変化を示すことが理
解される。これらを総合すると、図2に示したラインL
1,L3の特性曲線は、各発熱抵抗体24毎の抵抗値に
は依存しないと結論できる。On the other hand, the relationship between the applied power and the change in the resistance value is shown in lines L8 and L9 in FIG. As shown in the figure, if the applied power is the same, it is understood that the same resistance value change is exhibited regardless of the difference in the initial resistance value before trimming. When these are combined, the line L shown in FIG.
It can be concluded that the characteristic curves of 1 and L3 do not depend on the resistance value of each heating resistor 24.
【0036】上述の現象は下記のように説明される。発
熱抵抗体層34の抵抗値を変化させる要因であるアニー
ル効果や酸化は、その進行状態は上述したように、印加
されるトリミングパルスの状態に対応した発熱抵抗体層
34自身の図3(2)および図4(2)に示したような
温度変化の特性により決定されるものである。したがっ
てパルス幅WLと印加電力Pとが同一であれば発熱抵抗
体24の抵抗値が相互に異なっている場合であっても、
発熱抵抗体24毎の温度の時間変化の特性は、各発熱抵
抗体24間で同一となり、前述したようにほぼ一定の抵
抗値変化率が得られる。The above phenomenon is explained as follows. As described above, the progress of the annealing effect and oxidation, which are factors that change the resistance value of the heating resistor layer 34, are as shown in FIG. 3 (2) of the heating resistor layer 34 itself corresponding to the state of the applied trimming pulse. ) And the characteristics of the temperature change as shown in FIG. 4 (2). Therefore, if the pulse width WL and the applied power P are the same, even if the resistance values of the heating resistors 24 are different from each other,
The characteristics of the temperature change of each heating resistor 24 with time become the same between the heating resistors 24, and a substantially constant resistance value change rate is obtained as described above.
【0037】(3)発熱抵抗体24に、予め定める印加電
力P0のトリミングパルスを印加した後、2回目以降、
印加電力の増分ΔPずつ印加電力を増加させたトリミン
グパルスを印加することにより、徐々に抵抗値を下げる
ことができる。本件発明者は、前記図1に示され、図1
左右方向の長さ151μm、図1紙面と垂直方向の幅1
05μmの発熱抵抗体24に関して、抵抗値の低下する
パルス幅WLdにおいて1回目のパルスを印加して抵抗
値を低下させた後、2回目以降増分ΔPずつ印加電力を
増加させた際の抵抗値変化を測定した。この結果を、図
6ラインL10,L11に示す。このように抵抗値の低
下の様子は、1回目のパルスの印加電力により異なるけ
れども、いずれの場合であっても抵抗値が漸減してい
る。(3) After the trimming pulse of the predetermined applied power P0 is applied to the heating resistor 24,
By applying a trimming pulse in which the applied power is increased by increments of the applied power ΔP, the resistance value can be gradually reduced. The present inventor has shown in FIG.
Length 151 μm in the left-right direction, width 1 in the direction perpendicular to the plane of FIG. 1
With respect to the heating resistor 24 having a thickness of 05 μm, the first pulse is applied at the pulse width WLd where the resistance value decreases, the resistance value is reduced, and then the applied power is increased by the increment ΔP after the second time. Was measured. The result is shown in lines L10 and L11 in FIG. The manner in which the resistance value decreases as described above depends on the applied power of the first pulse, but in any case, the resistance value gradually decreases.
【0038】(4)前記第3項の説明において、2回目以
降のトリミングパルスを図3に示されるような、比較的
長いパルス幅のトリミングパルスとすることにより、徐
々に抵抗値を上昇することができる。本件発明者は、前
記第3項の説明における相互に異なる抵抗値を有する複
数の発熱抵抗体24に関して、2回目以降、たとえば5
0msのパルス幅のトリミングパルスを印加したときの
抵抗値の変化を計測した。この状態を図7ラインL1
2,L13に示す。図7に示されるように、徐々に抵抗
値を上昇できることが理解される。このとき、ラインL
12は、ラインL13よりも高い印加電力の場合を示し
ている。しかも、印加電力を低めに設定した場合のライ
ンL13に示されるように、1回のトリミングパルスの
印加における、抵抗値変化を非常に小さく設定すること
ができる。これにより、トリミングによる発熱抵抗体2
4の抵抗値の制御を極めて高精度に行うことができる。(4) In the description of the third item, the resistance value is gradually increased by setting the second and subsequent trimming pulses to be trimming pulses having a relatively long pulse width as shown in FIG. Can be. The inventor of the present invention has described that the plurality of heating resistors 24 having mutually different resistance values in the description of the above-mentioned item 3 are, for example, 5
A change in resistance value when a trimming pulse having a pulse width of 0 ms was applied was measured. This state is shown in FIG.
2, L13. It is understood that the resistance value can be gradually increased as shown in FIG. At this time, the line L
12 shows a case where the applied power is higher than that of the line L13. In addition, as shown by the line L13 in the case where the applied power is set lower, the change in the resistance value in one application of the trimming pulse can be set very small. Thereby, the heating resistor 2 by trimming is formed.
4 can be controlled with extremely high precision.
【0039】(5)発熱抵抗体層34における前述したよ
うな抵抗値の下降をもたらすアニール効果は、発熱抵抗
体層34内で構成分子の再配列や結晶化を進行させる。
このため発熱抵抗体24の印加パルス(トリミングパル
スや使用に伴う駆動パルスなど)に対する耐久性は向上
される。一方、抵抗値の上昇をもたらす酸化現象は、発
熱抵抗体24の所定の抵抗値の領域を狭隘化し、したが
って実質的な膜厚を薄くしてしまうことになる。このた
め印加パルスに対する耐久性は劣化してしまう。すなわ
ち発熱抵抗体24の抵抗値を大幅に上昇させる処理は、
発熱抵抗体24を劣化させることになり、寿命が短くな
ってしまう。(5) The annealing effect that causes the resistance value of the heating resistor layer 34 to decrease as described above promotes rearrangement and crystallization of constituent molecules in the heating resistor layer 34.
Therefore, the durability of the heating resistor 24 to applied pulses (such as a trimming pulse and a driving pulse accompanying use) is improved. On the other hand, the oxidation phenomenon that causes an increase in the resistance value narrows the region of the heating resistor 24 having a predetermined resistance value, and thus substantially reduces the film thickness. Therefore, the durability against the applied pulse is deteriorated. That is, the process of significantly increasing the resistance value of the heating resistor 24 is as follows.
The heating resistor 24 is deteriorated, and the life is shortened.
【0040】(6)発熱抵抗体24がタンタルTa系の場
合では、本件発明者は1ms以下のパルス幅では抵抗値
を−70%程度まで低下することができることを確認し
た。しかしながら抵抗値を過大に低下させると、発熱抵
抗体24が凝集を起こし、また発熱抵抗体24の直下の
蓄熱層35が熱のために破壊される事態が生じる。これ
らの点を考慮し、本件発明者はサーマルヘッド21の信
頼性を保持できる限界の最大トリミング量−DR1が、
図8に示されるようにたとえば−40%程度であること
を確認した。(6) When the heating resistor 24 is made of tantalum Ta, the present inventor has confirmed that the resistance value can be reduced to about -70% with a pulse width of 1 ms or less. However, when the resistance value is excessively reduced, the heat generating resistor 24 aggregates, and the heat storage layer 35 immediately below the heat generating resistor 24 is broken by heat. In consideration of these points, the inventor of the present invention has determined that the maximum trimming amount -DR1 at which the reliability of the thermal head 21 can be maintained is:
As shown in FIG. 8, for example, it was confirmed to be about -40%.
【0041】(7)一方、トリミングのパルス幅を抵抗値
が下がるパルス幅WLd(例として1ms以下)に固定
し、各発熱抵抗体に同一の印加電力のパルスを1回のみ
印加して、サーマルヘッド21の平均抵抗値を、平均抵
抗値に関する最大許容値と最小許容値との許容範囲内に
変化させるトリミング方法の場合、抵抗値の低下の様子
は、前述した通り、発熱抵抗体の抵抗値に依存しない状
態となるが、蓄熱層35の凹凸や発熱抵抗体24の寸法
のばらつきなどに起因して、実際には抵抗値変化率には
ばらつきが生じてしまう。(7) On the other hand, the pulse width of the trimming is fixed to a pulse width WLd (for example, 1 ms or less) in which the resistance value decreases, and a pulse of the same applied power is applied only once to each heating resistor, and thermal trimming is performed. In the case of the trimming method in which the average resistance value of the head 21 is changed within the allowable range between the maximum allowable value and the minimum allowable value with respect to the average resistance value, the resistance value decreases as described above. However, the resistance change rate actually varies due to irregularities in the heat storage layer 35 and variations in the dimensions of the heating resistor 24.
【0042】したがって、印加電力Pと抵抗値変化率Δ
R/Rとの関係を示すグラフは図9に示されるように、
理想的な対応を示すラインL4に対し、ラインL4a,
L4bで囲まれる範囲の幅を有している。しかし、印加
電力が低く、あまり大きく抵抗値を変化させない時は、
この幅が狭くばらつきが小さく、たいして問題にならな
い。Therefore, the applied power P and the resistance value change rate Δ
The graph showing the relationship with R / R is as shown in FIG.
Line L4a, line L4a,
It has a width in a range surrounded by L4b. However, when the applied power is low and the resistance value does not change much,
This width is small and the variation is small, so it does not matter much.
【0043】このため、このばらつきが許容できるか否
かで抵抗値変化に限界があり、たとえば−15%程度の
限界値DR3以上抵抗値を変化させると、サーマルヘッ
ドのヘッド内抵抗値ばらつきおよび隣接抵抗値ばらつき
が悪化してしまうことを確認した。For this reason, there is a limit to the change in the resistance value depending on whether or not this variation can be tolerated. For example, if the resistance value is changed to a limit value DR3 of about -15% or more, the variation in the resistance value in the head of the thermal head and the variation in the resistance value in the vicinity of It was confirmed that the resistance value variation was worsened.
【0044】(8)前述したように、印加電力Pと抵抗値
変化率ΔR/Rの関係には、ばらつきがあり、1回のパ
ルス印加で精度よく目標抵抗値に近付けることはできな
い。しかし2回目以降、さらに印加電力を増加させて、
さらに抵抗値を低下させたり、比較的長いパルス幅のパ
ルスを印加して抵抗値を上昇させることができるので、
精度の上でこのばらつきは、問題にならない。しかしこ
のばらつきにより、目標抵抗値よりかなり低い抵抗値に
なってしまった時、酸化によって大きく抵抗を上昇させ
る必要性が生じる。この大幅に酸化させることにより、
前述したように発熱抵抗体24の信頼性が低下する。(8) As described above, the relationship between the applied power P and the resistance value change rate ΔR / R varies, and it is not possible to accurately approach the target resistance value by one pulse application. However, after the second time, the applied power was further increased,
Since the resistance value can be further lowered or the resistance value can be increased by applying a pulse with a relatively long pulse width,
This variation is not a problem in accuracy. However, due to this variation, when the resistance value becomes considerably lower than the target resistance value, it becomes necessary to greatly increase the resistance by oxidation. By this large oxidation,
As described above, the reliability of the heating resistor 24 decreases.
【0045】また1回目のパルス印加で、過大に抵抗値
を低下させすぎると、2回目以降、さらに抵抗値を低下
させるトリミングパルスを印加しても、抵抗値が低下せ
ず逆に上昇して、抵抗値の制御が不可能になったり、逆
に予定した低下量を大きく越えて低下し、発熱抵抗体2
4が凝集を起こしたり、直下の蓄熱層35が熱のために
破壊されたり、最悪の場合、発熱抵抗体24自身が破壊
されたりする。そのため、上述した抵抗値の上昇または
低下制御を行う場合でも、抵抗値変化は、たとえば−3
0%程度の限界値−DR2以上にできないことを確認し
た。If the resistance value is excessively reduced by the first pulse application, the resistance value does not decrease and rises conversely even if a trimming pulse for further decreasing the resistance value is applied after the second time. , The control of the resistance value becomes impossible, or conversely, the resistance value greatly exceeds the predetermined reduction amount, and the heating resistor 2
4 causes agglomeration, the heat storage layer 35 immediately below is destroyed by heat, or in the worst case, the heating resistor 24 itself is destroyed. Therefore, even when the above-described resistance value increase or decrease control is performed, the resistance value change is, for example, −3.
It was confirmed that it could not be more than the limit value -DR2 of about 0%.
【0046】(9)また発熱抵抗体24に関して、トリミ
ングを行わない場合、サーマルヘッド21の使用に伴っ
て抵抗値がたとえば2〜3%程度低下することを確認し
た。これはトリミング処理を行った発熱抵抗体24で
は、前述したアニール効果により印加パルスに対する信
頼性が向上されており、したがって使用時に抵抗値は低
下しない。一方、トリミング処理を行っていない発熱抵
抗体24は、前記アニール効果を有していないため、抵
抗値が低下してしまうためである。このため、単一のサ
ーマルヘッド21内において、使用に伴い発熱量のばら
つきを生じ、濃度むらを生じることになる。このためサ
ーマルヘッド21の全ての発熱抵抗体24は、たとえば
−3%程度の最小トリミング量DR4だけトリミング処
理を行う必要がある。(9) With respect to the heating resistor 24, it was confirmed that when the trimming was not performed, the resistance value decreased by, for example, about 2 to 3% with the use of the thermal head 21. This is because in the heating resistor 24 that has been subjected to the trimming process, the reliability with respect to the applied pulse is improved by the above-described annealing effect, and therefore, the resistance does not decrease during use. On the other hand, the resistance value of the heating resistor 24 that has not been subjected to the trimming process is reduced because it does not have the annealing effect. For this reason, in a single thermal head 21, the amount of heat generation varies with use, resulting in uneven density. Therefore, all the heating resistors 24 of the thermal head 21 need to be trimmed by a minimum trimming amount DR4 of, for example, about -3%.
【0047】以上の各条件を踏まえた上で、前述したよ
うな抵抗値の上昇および下降現象を発熱抵抗体24の抵
抗値の調整に応用する手法について説明する。図4
(1)に示されるように、比較的短いパルス幅WL3の
トリミングパルスを印加した場合、パルス幅WL3を一
定にすると、印加電力と抵抗値変化率との関係が前述し
たように発熱抵抗体24の抵抗値には依存しない状態と
なるが、蓄熱層35の凹凸や発熱抵抗体24の寸法のバ
ラツキなどに起因して、実際には抵抗値変化率にはバラ
ツキを生じてしまう。Based on the above conditions, a description will be given of a method of applying the above-described phenomenon of increasing and decreasing the resistance value to the adjustment of the resistance value of the heating resistor 24. FIG.
As shown in (1), when a trimming pulse having a relatively short pulse width WL3 is applied and the pulse width WL3 is kept constant, the relationship between the applied power and the rate of change in resistance value is changed as described above. Although the resistance value does not depend on the resistance value, the resistance value change rate actually varies due to unevenness of the heat storage layer 35 and dimensional variation of the heating resistor 24.
【0048】前述したとおり、蓄熱層35の凹凸や発熱
抵抗体24の寸法のばらつきに起因して、実際には抵抗
値変化率にはばらつきが生じ、印加電力Pと抵抗値変化
率ΔR/Rとの関係を示すグラフは、図9に示されるよ
うに、理想的な対応関係を示すラインL4に対し、ライ
ンL4a,L4bで囲まれる範囲の幅を有している。こ
のラインL4a,L4bの間のばらつきは、印加電力が
大きくなり、抵抗値変化が大きくなればなる程大きくな
り、従来技術として説明したように、サーマルヘッドを
製造する際の同一ロット内のヘッド基板23や、同一ヘ
ッド基板23内の発熱抵抗体24にトリミングパルスを
印加し、図9ラインL4の校正曲線を得て、この校正曲
線に基づいてトリミングパルスのパルス幅と印加電力と
を決定し、このようなトリミングパルスを発熱抵抗体2
4毎に印加したとしても、高精度の制御は不可能であ
る。As described above, the resistance change rate actually varies due to the unevenness of the heat storage layer 35 and the size variation of the heating resistor 24, and the applied power P and the resistance change rate ΔR / R As shown in FIG. 9, the graph indicating the relationship has a width in a range surrounded by lines L4a and L4b with respect to the line L4 indicating the ideal correspondence. The variation between the lines L4a and L4b increases as the applied power increases and the change in the resistance value increases. As described in the related art, the head substrate in the same lot when manufacturing the thermal head is used. 23 and a heating resistor 24 in the same head substrate 23, a trimming pulse is applied to obtain a calibration curve of line L4 in FIG. 9, and the pulse width and applied power of the trimming pulse are determined based on the calibration curve. Such a trimming pulse is applied to the heating resistor 2.
Even if the voltage is applied every four, high-precision control is impossible.
【0049】たとえば抵抗値を−n%だけ変化させるた
めに、図9ラインL4の校正曲線から対応する印加電力
P0(−n%)のデータを得て、この印加電力を有する
トリミングパルスを印加した場合、実際には図9に示す
幅δの範囲で抵抗値変化率はばらつく。したがって得ら
れる抵抗値変化率は下限で−n−d2%、上限で−n+
d1%(d1+d2=δ)の間でばらつくことになる。
このばらつきは前述したとおり印加電力が大きく、抵抗
値変化を大きくすればする程大きくなり、図9に示すと
おり、−m%に対応する印加電力P0(−m%)を印加
した時のばらつき+d3,−d4はかなり大きくなる。For example, in order to change the resistance value by -n%, data of the corresponding applied power P0 (-n%) is obtained from the calibration curve of line L4 in FIG. 9, and a trimming pulse having this applied power is applied. In this case, the resistance value change rate actually varies in the range of the width δ shown in FIG. Therefore, the obtained rate of change in resistance is −nd−2% at the lower limit and −n + at the upper limit.
It will vary between d1% (d1 + d2 = δ).
This variation increases as the applied power increases as described above, and increases as the resistance value change increases. As shown in FIG. 9, the variation + d3 when the applied power P0 (-m%) corresponding to -m% is applied. , -D4 become considerably large.
【0050】したがって発熱抵抗体24をトリミングす
るに当たって、1回トリミングパルスを印加した後、さ
らにトリミングパルスを印加することにより抵抗値を上
昇させたり、または下降させる必要がある。このような
処理は下記のような手法で実現できることが確認され
た。Therefore, in trimming the heating resistor 24, it is necessary to increase or decrease the resistance value by applying a trimming pulse once and then further applying a trimming pulse. It has been confirmed that such processing can be realized by the following method.
【0051】まず1回目のトリミングパルス印加後、さ
らに抵抗値を下降させる場合、前述したアニール効果の
みを進行させればよい。したがって1回目のトリミング
パルスと同一のパルス幅であって、印加電力を所定電力
ΔPだけ増加させたトリミングパルスを印加する。これ
により発熱抵抗体24は1回目のトリミングパルス印加
時よりさらに高い温度に到達するため、さらにアニール
効果が進行し抵抗値はさらに下降する。When the resistance value is further decreased after the first trimming pulse is applied, only the annealing effect described above needs to be advanced. Therefore, a trimming pulse having the same pulse width as the first trimming pulse and having the applied power increased by the predetermined power ΔP is applied. As a result, the heating resistor 24 reaches a higher temperature than when the first trimming pulse is applied, so that the annealing effect further proceeds and the resistance value further decreases.
【0052】またさらに抵抗値を下降させるには、さら
に印加電力ΔPだけ電力を増加させてトリミングパルス
の印加を行えばよい。このときパルス幅は比較的短く設
定されるので、上述した酸化現象はほとんど発生しない
が、印加電力ΔPを過小にすると酸化現象が無視できな
くなり、逆に抵抗値の上昇が発生する場合がある。した
がって前記所定の印加電力ΔPは、このような条件を総
合的に勘案して決定される。In order to further reduce the resistance value, the power may be further increased by the applied power ΔP to apply the trimming pulse. At this time, since the pulse width is set to be relatively short, the above-described oxidation phenomenon hardly occurs. However, when the applied power ΔP is too small, the oxidation phenomenon cannot be ignored, and conversely, the resistance value may increase. Therefore, the predetermined applied power ΔP is determined in consideration of such conditions comprehensively.
【0053】1回目のトリミングパルス印加後に抵抗値
を上昇させる場合、前述した酸化現象のみを進行させれ
ばよく、図2ラインL1のような特性を示す図3(1)
図示のような、比較的パルス幅WL1が長いトリミング
パルスを印加する。これにより発熱抵抗体24は、1回
目のトリミングパルス印加後の温度より基本的に降温
し、アニール効果はほとんど進行せず、酸化現象のみが
進行する。これにより発熱抵抗体24の抵抗値を確実に
上昇することができる。またこの時の印加電力P1を比
較的小さく選ぶことにより、トリミングパルス印加毎の
抵抗値の上昇率をたとえば+0.1〜0.2%程度な
ど、微少程度ずつ変化することができ、発熱抵抗体24
の抵抗値を高精度に制御することができる。When the resistance value is increased after the first trimming pulse is applied, only the oxidation phenomenon described above needs to proceed, and FIG. 3 (1) showing a characteristic like line L1 in FIG.
As shown, a trimming pulse having a relatively long pulse width WL1 is applied. As a result, the heating resistor 24 basically cools down from the temperature after the first trimming pulse application, and the annealing effect hardly progresses, and only the oxidation phenomenon progresses. Thereby, the resistance value of the heating resistor 24 can be reliably increased. Further, by selecting the applied power P1 at this time to be relatively small, the rate of increase of the resistance value every time the trimming pulse is applied can be changed little by little, for example, about +0.1 to 0.2%. 24
Can be controlled with high precision.
【0054】また前述したサーマルヘッドの抵抗値ばら
つきのうち、ヘッド間の平均抵抗値のばらつきにのみの
改善であれば、つぎに述べる手法が考えられる。つまり
図9に示すパルス幅一定時の印加電力と抵抗値変化率と
の関係のばらつきが、印加電力を小さくし抵抗値変化率
を小さく押さえた場合には、小さいことを踏まえた上
で、このばらつきが問題にならない程度の印加電力を決
め、サーマルヘッド内のパルスを印加する手法である。The following method can be considered as long as the above-mentioned variation in the resistance value of the thermal head is improved only in the variation in the average resistance value between the heads. In other words, considering that the variation in the relationship between the applied power and the rate of change in resistance at a constant pulse width shown in FIG. 9 is small when the applied power is reduced and the rate of change in resistance is reduced, this variation is considered. This is a method in which applied power is determined so that variation does not cause a problem, and a pulse in the thermal head is applied.
【0055】各発熱抵抗体24に同じ条件のパルスを印
加することで、各発熱抵抗体は同じ程度の抵抗値変化率
を示し、そのばらつきが小さいため、トリミング処理前
とほとんど変わらず、ヘッド間の平均抵抗値のばらつき
のみを押さえられる。By applying a pulse under the same condition to each of the heating resistors 24, each of the heating resistors exhibits the same rate of change in resistance value, and the variation is small. Only the variation of the average resistance value of.
【0056】図10は本発明に従うトリミング装置41
のブロック図である。トリミング装置41は、サーマル
ヘッド21のヘッド基板23に装着され、抵抗体層51
上の共通電極36と個別電極37とに発熱抵抗体24毎
に個別に探針を接触させるプロービング装置42が設け
られ、プロービング装置42は、切換手段43を介し
て、抵抗値計測計44およびトリミングパルス発生部4
5に接続される。抵抗値計測計44で計測された抵抗値
は、制御装置51内の変化量演算部46と、校正曲線を
作成して記憶する校正曲線作成記憶部47に入力され
る。FIG. 10 shows a trimming device 41 according to the present invention.
It is a block diagram of. The trimming device 41 is mounted on the head substrate 23 of the thermal head 21 and
A probing device 42 for individually contacting the probe with the upper common electrode 36 and the individual electrode 37 for each heating resistor 24 is provided. The probing device 42 is connected to a resistance value meter 44 and a trimming device via a switching unit 43. Pulse generator 4
5 is connected. The resistance value measured by the resistance value meter 44 is input to a change amount calculation unit 46 in the control device 51 and a calibration curve creation storage unit 47 that creates and stores a calibration curve.
【0057】前記トリミングパルス発生部45は、基準
パルス発生部48を含み、発生された基準パルスはパル
ス幅調整部49および電圧調整部50を経ることによ
り、後述するようなトリミングパルスとして出力され、
前記切換回路43およびプロービング装置42を介し
て、選択された発熱抵抗体24に印加される。The trimming pulse generator 45 includes a reference pulse generator 48. The generated reference pulse is output as a trimming pulse as described later by passing through a pulse width adjuster 49 and a voltage adjuster 50.
The voltage is applied to the selected heating resistor 24 via the switching circuit 43 and the probing device 42.
【0058】図11はサーマルヘッド21を製造する全
体の工程を説明する工程図である。図7工程a1では、
前記サーマルヘッド21上に厚膜共通電極層27や蓄熱
層35を形成する。工程a2では、サーマルヘッド21
上に発熱抵抗体層34を形成し、工程a3では発熱抵抗
体層34上に前記共通電極36および個別電極37を形
成する。工程a4では、詳細は後述するトリミング処理
が行われ、各発熱抵抗体24毎の抵抗値が均一となるよ
うに調整された後、工程a5で耐摩耗層39が形成され
る。この後、その他の処理を経て、サーマルヘッド21
が完成する。FIG. 11 is a process chart for explaining the overall process of manufacturing the thermal head 21. In step a1 of FIG.
A thick film common electrode layer 27 and a heat storage layer 35 are formed on the thermal head 21. In step a2, the thermal head 21
The heating resistor layer 34 is formed thereon, and in step a3, the common electrode 36 and the individual electrode 37 are formed on the heating resistor layer 34. In step a4, a trimming process, which will be described in detail later, is performed, and the resistance value of each heating resistor 24 is adjusted to be uniform. Then, in step a5, the wear-resistant layer 39 is formed. Thereafter, through other processes, the thermal head 21
Is completed.
【0059】図12は本発明の第1の実施例のトリミン
グ処理方法を説明する工程図であり、図13は図12の
工程中における校正曲線を作成する方法を説明する工程
図である。図12工程b1では、図1図示のように発熱
抵抗体24が配列されたサンプルヘッドを準備し、前述
したようなパルス条件を求める。FIG. 12 is a process diagram for explaining a trimming method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a process diagram for explaining a method for creating a calibration curve in the process of FIG. In step b1 in FIG. 12, a sample head on which the heating resistors 24 are arranged as shown in FIG. 1 is prepared, and the pulse conditions as described above are obtained.
【0060】この処理の詳細を図13に示される校正曲
線を作成する工程図を参照して説明する。すなわち、サ
ンプルヘッド基板を設定し、これに図10図示のトリミ
ング装置41を用いて、トリミングパルスの印加テスト
を行い下記のパルス条件1〜5を求めておく。The details of this process will be described with reference to a process chart for creating a calibration curve shown in FIG. That is, a sample head substrate is set, and a trimming pulse application test is performed on the sample head substrate using the trimming device 41 shown in FIG. 10 to determine the following pulse conditions 1 to 5.
【0061】(条件1)1パルスを印加したとき、抵抗
値が下がるパルス幅WLdを工程c1で求め、当該パル
ス幅WLdにおいて、印加電力を種々変更してテストパ
ルスを印加する。このテストパルスの印加による抵抗値
変化率を計測し、図9図示のラインL4に示す校正曲線
を得る。この校正曲線より当該パルス幅WLdにおい
て、抵抗値変化率ΔR/Rが−1%、−2%、…、−n
%となる印加電力P0(−1%),P0(−2%),
…,P0(−n%)を工程c2にて求める。(Condition 1) When one pulse is applied, a pulse width WLd at which the resistance value decreases is obtained in step c1, and a test pulse is applied by changing the applied power variously in the pulse width WLd. The resistance change rate due to the application of the test pulse is measured to obtain a calibration curve shown by a line L4 in FIG. From the calibration curve, the resistance value change rate ΔR / R is −1%, −2%,.
% Applied power P0 (-1%), P0 (-2%),
, P0 (-n%) are obtained in step c2.
【0062】(条件2)パルス幅WLdの下で、予め実
験で定められ制御装置46に制御データとして記憶され
ている前記最大トリミング量−DR2[%]を工程c3
で読出して決定する。前述したとおり、この最大トリミ
ング量−DR2[%]は、抵抗値の下降の制御が確実に
行えるたとえば−30%程度の限界値である。(Condition 2) Under the pulse width WLd, the maximum trimming amount -DR2 [%] previously determined by an experiment and stored in the control device 46 as control data is calculated in step c3.
Is read and determined. As described above, the maximum trimming amount -DR2 [%] is a limit value of, for example, about -30% at which the control of the resistance value can be reliably controlled.
【0063】(条件3)上記条件1で求めたパルス幅W
Ldにおいて、1パルス印加して抵抗値を下降させた
後、さらに抵抗値をd1%(例として2〜3%)下げる
に必要な増加電力ΔPを工程c4で求める。(Condition 3) The pulse width W obtained under the above condition 1
In Ld, after one pulse is applied to lower the resistance value, an increase power ΔP required to further reduce the resistance value by d1% (for example, 2 to 3%) is obtained in step c4.
【0064】(条件4)1パルス印加したとき抵抗値が
上昇するパルス幅WLuを工程c5で求め、当該パルス
幅WLuにおいて印加電力を種々変更したテストパルス
を印加し、これによる抵抗値の変化率を計測し、当該パ
ルス幅WLuにおいて、抵抗値をd2%(例として0.
2〜0.3%)上げるに必要な印加電力P1を工程c6
で求める。(Condition 4) The pulse width WLu at which the resistance value rises when one pulse is applied is determined in step c5, and a test pulse in which the applied power is variously changed in the pulse width WLu is applied, and the rate of change of the resistance value due to this is applied. Is measured, and the resistance value is d2% (for example, 0.
The applied power P1 required to increase the power is increased by 2% to 0.3% in step c6.
Ask for.
【0065】(条件5)予め実験で定められ、制御装置
46に制御データとして記憶されている前記最小トリミ
ング量−DR4[%]を工程c7で読出して決定する。(Condition 5) The minimum trimming amount-DR4 [%] previously determined by an experiment and stored in the control device 46 as control data is read and determined in step c7.
【0066】図12工程b2では、プロービング装置4
2をトリミングすべきヘッド基板23に装着し、発熱抵
抗体24の初期抵抗値R0を測定する。In step b2 in FIG. 12, the probing device 4
2 is mounted on the head substrate 23 to be trimmed, and the initial resistance value R0 of the heating resistor 24 is measured.
【0067】すなわち、トリミングすべきヘッド基板2
3に対し、トリミング装置41を用いて、複数の発熱抵
抗体24の初期抵抗値R0を順次測定する。工程b3で
は初期抵抗値R0の計測が全ドットに亘って終了したか
どうかを判断し、終了していなければ計測作業を続行す
る。工程b3の判断が肯定になると、処理は工程b4に
移る。工程b4では、最大抵抗値Rmaと、最小抵抗値
Rmiとを算出する。またサーマルヘッド21の製品の
規格としての平均抵抗値の最大許容値と最小許容値、ま
たはトリミング処理後の製造工程により、サーマルヘッ
ド21に全体的な抵抗値の変動が生じることが予想され
る場合には、当該変動分を補正した平均抵抗値の最大許
容値Rau、最小許容値RaLとを演算し、制御装置4
6に制御データとして記憶しておく。次に、前記最大抵
抗値Rmaと最大トリミング量−DR2とから、最大ト
リミング処理時における下限値R4That is, the head substrate 2 to be trimmed
The initial resistance values R0 of the plurality of heating resistors 24 are sequentially measured with respect to No. 3 using the trimming device 41. In step b3, it is determined whether or not the measurement of the initial resistance value R0 has been completed for all the dots, and if not, the measurement operation is continued. If the determination in step b3 is affirmative, the process proceeds to step b4. In step b4, a maximum resistance value Rma and a minimum resistance value Rmi are calculated. Further, when it is expected that the overall resistance value of the thermal head 21 fluctuates due to the maximum allowable value and the minimum allowable value of the average resistance value as the product specification of the thermal head 21 or the manufacturing process after the trimming process. Calculates the maximum permissible value Rau and the minimum permissible value RaL of the average resistance value corrected for the variation, and
6 is stored as control data. Next, from the maximum resistance value Rma and the maximum trimming amount -DR2, a lower limit value R4 at the time of the maximum trimming process is obtained.
【0068】[0068]
【数2】R4=Rma(100−DR2)/100 を演算する。[Mathematical formula-see original document] R4 = Rma (100-DR2) / 100 is calculated.
【0069】また、前記最小抵抗値Rmiと最小トリミ
ング量−DR4とから、最小トリミング処理時における
上限値R3Further, based on the minimum resistance value Rmi and the minimum trimming amount -DR4, the upper limit value R3 at the time of the minimum trimming process is obtained.
【0070】[0070]
【数3】R3=Rmi(100−DR4)/100 を演算する。[Mathematical formula-see original document] R3 = Rmi (100-DR4) / 100 is calculated.
【0071】工程b5では、対象としている発熱抵抗体
24毎に、トリミングが可能であるか不可能であるかの
後述するような判断を行う。工程b6でトリミングが不
可能であると判断されれば、当該発熱抵抗体24を含む
サーマルヘッド21は不良品となり、別途のサーマルヘ
ッド21に対して前述の処理を開始する。工程b6の判
断が肯定であれば工程b7で後述するように、目標抵抗
値Rfを決定する。この後、処理は工程b8に移る。In step b5, it is determined for each of the target heating resistors 24 whether trimming is possible or not, as described later. If it is determined in step b6 that the trimming is impossible, the thermal head 21 including the heating resistor 24 becomes a defective product, and the above-described processing is started for another thermal head 21. If the determination in step b6 is affirmative, the target resistance value Rf is determined as described later in step b7. Thereafter, the process proceeds to step b8.
【0072】工程b8では、必要変化量−DRを演算す
る。すなわち工程b7で決定された目標抵抗値Rfに関
して、In step b8, the required change amount -DR is calculated. That is, regarding the target resistance value Rf determined in the step b7,
【0073】[0073]
【数4】−DR=(Rf−R0)/R0×100[%] を演算する。Calculate -DR = (Rf-R0) / R0 × 100 [%].
【0074】工程b9では、前記必要変化量−DRだけ
抵抗値を下げるために、工程b1で求めた条件1のパル
ス幅WLdと印加電力P0(−DR%)とを求める。工
程b10では、初期抵抗値R0と印加電力P0(−DR
%)とから印加電圧V0In step b9, in order to reduce the resistance value by the required change amount -DR, the pulse width WLd of condition 1 and the applied power P0 (-DR%) obtained in step b1 are obtained. In step b10, the initial resistance value R0 and the applied power P0 (-DR
%) And the applied voltage V0
【0075】[0075]
【数5】 (Equation 5)
【0076】を演算し、これらのデータに基づいて基準
パルス発生部48で発生された基準パルスがパルス幅調
整部49および電圧調整部50で調整された後、切換部
43およびプロービング装置42を介して発熱抵抗体2
4に印加される。After the reference pulse generated by the reference pulse generator 48 based on these data is adjusted by the pulse width adjuster 49 and the voltage adjuster 50, the reference pulse is transmitted through the switch 43 and the probing device 42. Heating resistor 2
4 is applied.
【0077】工程b11では、切換手段43は、抵抗値
計測計44側に切換えられ、1回目のパルス印加後の抵
抗値Rが抵抗値計測計44で計測される。工程b12で
は、この抵抗値Rが目標抵抗値Rfに対して一致したと
見なされる範囲内にあるかどうか、In step b11, the switching means 43 is switched to the resistance value measuring device 44 side, and the resistance value R after the first pulse application is measured by the resistance value measuring device 44. In step b12, it is determined whether or not the resistance value R is within a range considered to be equal to the target resistance value Rf.
【0078】[0078]
【数6】|R−Rf|/Rf≦ε が成立するかどうかを判断する。工程b12の判断が肯
定ならば、トリミング処理は終了する。否定であれば工
程b13に移り、計測された抵抗値Rが目標抵抗値Rf
より大きいか否かを判断する。この判断が否定であれ
ば、処理は工程b14に移り、抵抗値を上昇させるため
の前述したような比較的パルス幅が長く、かつ印加電力
が低い条件4で求めたパルス幅WLuで印加電力P1の
抵抗値上昇用のトリミングパルスを印加し、処理を工程
b11に戻す。It is determined whether or not | R−Rf | / Rf ≦ ε holds. If the determination in step b12 is affirmative, the trimming process ends. If not, the process proceeds to step b13 where the measured resistance value R is equal to the target resistance value Rf.
Determine if it is greater than. If this determination is negative, the process proceeds to step b14 where the pulse width WLu obtained under the condition 4 in which the pulse width for increasing the resistance value is relatively long and the applied power is low, and the applied power P1 is applied. Is applied, and the process returns to step b11.
【0079】工程b13の判断が肯定であれば処理は工
程b15に移り、抵抗値を低下させるための前述したよ
うに、パルス幅WLdを維持し、印加電力を条件3で求
めたΔPだけ増加させた抵抗値低下用のトリミングパル
スを印加し、工程b11に戻る。If the determination in step b13 is affirmative, the process proceeds to step b15, where the pulse width WLd is maintained and the applied power is increased by ΔP obtained in condition 3 as described above for reducing the resistance value. The trimming pulse for lowering the resistance value is applied, and the process returns to step b11.
【0080】図15は図12工程b5〜b7の処理を詳
細に示す工程図であり、図16は本実施例の作用を説明
する図である。図15工程d1では、前記上限値R3と
下限値R4とで、FIG. 15 is a process diagram showing in detail the processes of steps b5 to b7 in FIG. 12, and FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of this embodiment. In step d1 in FIG. 15, the upper limit R3 and the lower limit R4
【0081】[0081]
【数7】R4 ≦ R3 が成立するか否かを判断する。成立しない場合は、図1
6(1)の場合であり、下限値R3および上限値R4の
大小関係が逆転している場合である。このような場合は
トリミング不可となり、当該サーマルヘッド21は不良
品と判定される。## EQU7 ## It is determined whether or not R4.ltoreq.R3 holds. If it does not hold,
6 (1), in which the magnitude relationship between the lower limit R3 and the upper limit R4 is reversed. In such a case, trimming cannot be performed, and the thermal head 21 is determined to be defective.
【0082】工程d1の判断が肯定であれば処理は工程
d2へ移り、上限値R3と最大許容値Rauとの間に、If the judgment in the step d1 is affirmative, the processing shifts to the step d2, where the value between the upper limit value R3 and the maximum allowable value Rau is set.
【0083】[0083]
【数8】Rau ≦ R3 が成立するかどうかを判断する。この判断が肯定の場
合、処理は工程d3で最大許容値Rauと下限値R4と
の間で、## EQU8 ## It is determined whether or not Rau ≦ R3 holds. If this determination is affirmative, the process proceeds between the maximum allowable value Rau and the lower limit value R4 in step d3.
【0084】[0084]
【数9】R4 ≦ Rau が成立するかどうかを判断する。この判断が否定であれ
ば図16(2)の場合であり、前記上限値R3および下
限値R4のいずれも、サーマルヘッド21の製品として
の規格を越えており、トリミングが不可能となる。It is determined whether or not R4 ≦ Rau is satisfied. If this determination is negative, this is the case of FIG. 16B, and both the upper limit value R3 and the lower limit value R4 exceed the standard as a product of the thermal head 21, and trimming is impossible.
【0085】工程d3の判断が肯定のときは、図16
(4)の場合であり、この場合はトリミング可能であ
り、目標抵抗値Rfについて、When the determination in step d3 is affirmative, FIG.
This is the case of (4), in which case trimming is possible, and the target resistance value Rf is
【0086】[0086]
【数10】Rf = Rau と設定し、図12工程b8に移る。## EQU9 ## Rf = Rau is set, and the process proceeds to step b8 in FIG.
【0087】前記工程d2が否定であれば処理は工程d
5に移り、前記上限値R3と最小許容値RaLとの間
で、If the above step d2 is negative, the process proceeds to step d
5 and between the upper limit value R3 and the minimum allowable value RaL,
【0088】[0088]
【数11】RaL ≦ R3 が成立するかどうかを判断する。否定の場合には、図1
6(3)の場合であり、前記上限値R3および下限値R
4のいずれもサーマルヘッド21の製品としての規格か
ら外れており、トリミング不可能と判断される。工程d
5の判断が肯定のときは、図16(5)の場合であり、
処理は工程d6に移り、目標抵抗値Rfについて、It is determined whether or not RaL ≦ R3 holds. In the case of a negative, FIG.
6 (3), wherein the upper limit R3 and the lower limit R
In any of the four cases, the thermal head 21 is out of the standard as a product, and it is determined that the thermal head 21 cannot be trimmed. Step d
When the judgment of 5 is affirmative, it is the case of FIG.
The process proceeds to step d6, where the target resistance value Rf is
【0089】[0089]
【数12】Rf = R3 と設定して、図12工程b8に移る。[Mathematical formula-see original document] Rf = R3 is set, and the process proceeds to step b8 in FIG.
【0090】以上のようにして本実施例では、目標抵抗
値Rfを自動的に算出してトリミング処理を行うことが
でき、トリミング不可能と判断したサーマルヘッド21
に関しては、トリミング処理を実行せず、処理を停止す
る。As described above, in the present embodiment, the target resistance value Rf can be automatically calculated and the trimming process can be performed.
With regard to, the processing is stopped without performing the trimming processing.
【0091】これにより、トリミング中に発熱抵抗体2
4の限界を越えたトリミングパルスが印加されて破壊さ
れるなどの不具合の発生を防止する。またこの効果によ
り、トリミング処理を行ったにも拘わらず、サーマルヘ
ッド21が破壊されて廃棄されるという時間の無駄を解
消することができる。またトリミング不可能と判断され
たサーマルヘッド21も発熱抵抗体24毎の抵抗値にば
らつきが存する以外は良品であり、別途の用途に向ける
などサーマルヘッド21の製造上の歩留まりが大幅に向
上する。Thus, during the trimming, the heating resistor 2
It is possible to prevent the occurrence of problems such as application of a trimming pulse exceeding the limit of 4 and breakage. In addition, this effect can eliminate waste of time in which the thermal head 21 is destroyed and discarded despite performing the trimming process. Also, the thermal head 21 determined to be impossible to trim is a good product except that there is a variation in the resistance value of each heating resistor 24, and the production yield of the thermal head 21 is greatly improved, for example, for a different use.
【0092】また前記目標抵抗値Rfは、トリミング処
理を行う場合でも抵抗値変化が小さくなるように選ばれ
ており、トリミング処理中に発熱抵抗体24の特性が不
所望に変化する不都合を可及的に防止するようにしてい
る。The target resistance value Rf is selected so that a change in the resistance value is small even in the case of performing the trimming process, and the disadvantage that the characteristics of the heat generating resistor 24 are undesirably changed during the trimming process is possible. To prevent it.
【0093】前述したように抵抗値を上昇させるための
パルス幅WLu、印加電力P1による抵抗値の変化率
は、0.2〜0.3%程度に選ばれており、極めて微少
である。このためサーマルヘッド21における目標抵抗
値への制御性の要求がたとえば±0.3%程度であって
も、高精度に抵抗値のトリミングを実行することができ
る。このような処理をヘッド基板23のすべての発熱抵
抗体24に対して行えば、ヘッド基板23間における抵
抗値のバラツキ±0.3%、ヘッド基板23内の抵抗値
のバラツキ±0.3%、隣接する発熱抵抗体24間の抵
抗値のバラツキ±0.6%となる高精度に抵抗値が調整
されたサーマルヘッド21を実現できる。As described above, the rate of change of the resistance value by the pulse width WLu and the applied power P1 for increasing the resistance value is selected to be about 0.2 to 0.3%, which is extremely small. Therefore, even if the controllability requirement for the target resistance value of the thermal head 21 is, for example, about ± 0.3%, the trimming of the resistance value can be executed with high accuracy. If such a process is performed on all the heating resistors 24 of the head substrate 23, the resistance value variation between the head substrates 23 ± 0.3%, and the resistance value variation within the head substrate 23 ± 0.3% In addition, it is possible to realize the thermal head 21 in which the resistance value is adjusted with high accuracy such that the variation in the resistance value between the adjacent heating resistors 24 becomes ± 0.6%.
【0094】図17は、サーマルヘッドのヘッド間の平
均抵抗値のばらつきのみを抑制し、処理が高速で容易で
ある本発明の第2の実施例のトリミング処理工程を説明
する工程図である。工程e1の詳細は図18に示され、
詳しくは後述する。工程e2,e3は図12の工程b
2,b3と同一である。図17工程e4では各発熱抵抗
体の平均抵抗値Ravを計算する。この処理に引き続く
工程e5〜e7は、詳しくは図19を参照して後述す
る。工程e8では、工程e7で求めた各発熱抵抗体全体
に共通の抵抗値の必要変化量−DR%だけ下げるため
に、後述する工程f1で求める条件1のパルス幅WLd
と印加電力P0(−DR%)とを求める。工程e9で
は、各発熱抵抗体毎の初期抵抗値R0とこの印加電力P
0(−DR%)より第5式に示される印加電圧V0FIG. 17 is a process diagram for explaining the trimming process of the second embodiment of the present invention in which only the variation in the average resistance value between the thermal heads is suppressed, and the process is fast and easy. Details of the step e1 are shown in FIG.
Details will be described later. Steps e2 and e3 correspond to step b in FIG.
2 and b3. In step e4 in FIG. 17, the average resistance value Rav of each heating resistor is calculated. Steps e5 to e7 subsequent to this processing will be described later in detail with reference to FIG. In step e8, in order to reduce the required change amount -DR% of the resistance value common to all the heating resistors obtained in step e7, the pulse width WLd of the condition 1 obtained in step f1 described later is used.
And the applied power P0 (−DR%). In step e9, the initial resistance value R0 of each heating resistor and the applied power P
0 (−DR%), the applied voltage V0 shown in the fifth equation
【0095】[0095]
【数5】 (Equation 5)
【0096】を演算し印加する。工程e10では、この
パルス印加処理が全dotに亘って終了したか否かを判
断し、終了するまで工程e9のパルス印加処理を繰り返
し、終了すれば他のサーマルヘッドのトリミング処理に
移る。Is calculated and applied. In step e10, it is determined whether or not the pulse application process has been completed for all dots, and the pulse application process in step e9 is repeated until the process is completed. When the pulse application process is completed, the process proceeds to another thermal head trimming process.
【0097】図18に工程e1の詳細を示すが、図18
の工程f1,f2,f4は図13の工程c1,c2,c
7と同一である。工程f3では予め実験で定められ制御
装置46に制御データとして記憶されている。前記最大
トリミング量を読出して決定するが、ここでの最大トリ
ミング量は、抵抗値変化率のばらつきが小さくて問題に
ならない限界のたとえば−15%程度の抵抗値変化率−
DR3[%]である。FIG. 18 shows the details of the step e1.
Steps f1, f2 and f4 of FIG. 13 correspond to steps c1, c2 and c of FIG.
Same as 7. In step f3, the data is determined in advance by an experiment and stored in the control device 46 as control data. The maximum trimming amount is determined by reading out the maximum trimming amount. Here, the maximum trimming amount is, for example, about -15%, which is a limit that does not cause a problem because the variation in the resistance value change rate is small.
DR3 [%].
【0098】図19は工程e5〜e7の処理を詳細に説
明する工程図である。工程e4では演算した各発熱抵抗
体の平均抵抗値Ravと最大トリミング量−DR3%と
から最大トリミング処理時における平均抵抗値の下限値
R4、FIG. 19 is a process chart for explaining the processes of steps e5 to e7 in detail. In step e4, the lower limit value R4 of the average resistance value at the time of the maximum trimming process is calculated from the calculated average resistance value Rav of each heating resistor and the maximum trimming amount -DR3%.
【0099】[0099]
【数13】R4=Rav・(100−DR3)/100 を演算する。R4 = Rav · (100−DR3) / 100 is calculated.
【0100】また最小トリミング量−DR4から最小ト
リミング処理時における平均抵抗値の上限値R3Further, from the minimum trimming amount -DR4 to the upper limit value R3 of the average resistance value during the minimum trimming process.
【0101】[0101]
【数14】R3=Rav・(100−DR4)/100 を演算する。R3 = Rav · (100−DR4) / 100 is calculated.
【0102】この上限値、下限より第1の実施例を同様
にトリミングが可能であるか、不可能であるかの判断を
行う。Based on the upper limit and the lower limit, it is determined whether trimming is possible or not in the first embodiment.
【0103】工程g1,g2,g4はそれぞれ図15の
工程d2,d3,d5と同じである。工程g2の判断が
否定であれば、図16(2)の場合であり、前記上限値
R3、下限値R4のいずれもサーマルヘッド21の製品
としての規格を越えており、トリミングが不可能とな
る。Steps g1, g2 and g4 are the same as steps d2, d3 and d5 in FIG. 15, respectively. If the determination in step g2 is negative, this is the case shown in FIG. 16B, in which both the upper limit value R3 and the lower limit value R4 exceed the standard as a product of the thermal head 21, and trimming is impossible. .
【0104】工程g2の判断が肯定であれば、図16
(4)の場合であり、この場合はトリミング可能であ
り、トリミング後の平均抵抗値がRauとなるように必
要抵抗値変化量−DRを定めればよい。すなわち工程g
3で、If the determination in step g2 is affirmative, FIG.
This is the case (4), in which case trimming is possible, and the necessary resistance change amount -DR may be determined so that the average resistance after trimming becomes Rau. That is, step g
3,
【0105】[0105]
【数15】 (Equation 15)
【0106】を求め、図17工程e8へ移る。Then, the process proceeds to step e8 in FIG.
【0107】工程g4の判断が否定であれば、図16
(3)の場合であり、前記上限値R3、下限値R4のい
ずれもサーマルヘッド21の製品としての規格を越えて
おり、トリミングが不可能となる。If the determination in step g4 is negative, FIG.
In the case of (3), both the upper limit R3 and the lower limit R4 exceed the standard of the thermal head 21 as a product, and trimming is impossible.
【0108】工程g4の判断が否定であれば、図16
(5)の場合であり、この場合はトリミング可能であ
り、トリミング後の平均抵抗値がR3となるように抵抗
値変化量−DRを定めればよい。すなわち工程g5で、If the determination in step g4 is negative, FIG.
This is the case (5), in which case trimming is possible, and the resistance change amount -DR may be determined so that the average resistance value after trimming becomes R3. That is, in step g5,
【0109】[0109]
【数16】 (Equation 16)
【0110】を求め、図17工程e8へ移る。Then, the process proceeds to step e8 in FIG.
【0111】このような第2の実施例では、トリミング
対象となるサーマルヘッド21の全発熱抵抗体24の平
均抵抗値Ravと、前記下限値R3または最大許容値R
auとの間の偏差量に基づいて、必要抵抗値変化量−D
Rを得ている。すなわちこの実施例では、全発熱抵抗体
24に同じ抵抗値変化量−DRを与える条件のパルスを
1回だけ印加することにより、図20に示すとおり抵抗
値分布の形状はほとんどそのままで、平均抵抗値のみを
変化させる。この時、抵抗値変化量−DRは、トリミン
グ後の平均抵抗値が最適な目標抵抗値Rfと一致するよ
うに選ばれており、前述の実施例で述べた効果と同一の
効果を達成することができる。In the second embodiment, the average resistance value Rav of all the heating resistors 24 of the thermal head 21 to be trimmed and the lower limit value R3 or the maximum allowable value R
au and the required resistance value change amount -D
R has been obtained. That is, in this embodiment, by applying a pulse under the condition giving the same resistance value change amount -DR to all the heating resistors 24 only once, as shown in FIG. Change only the value. At this time, the resistance change amount -DR is selected such that the average resistance value after trimming matches the optimum target resistance value Rf, and the same effect as that described in the above-described embodiment is achieved. Can be.
【0112】前述の実施例では、発熱抵抗体24毎にト
リミング処理を行うようにしたが、抵抗値計測計44や
トリミングパルス発生部45を複数組ずつ備えるように
して、複数の発熱抵抗体24に対するトリミング処理を
平行して処理するようにしてもよい。また発熱抵抗体2
4の抵抗値を変化させる手段は、前記トリミングパルス
の印加に限らず、たとえばレーザー光を照射して、レー
ザー光強度と照射時間とにより図2に示した校正曲線を
得るようにしてもよい。In the above-described embodiment, the trimming process is performed for each heating resistor 24. However, a plurality of sets of the resistance value meter 44 and the trimming pulse generator 45 are provided so that the plurality of heating resistors 24 are provided. May be performed in parallel. Heating resistor 2
The means for changing the resistance value of 4 is not limited to the application of the trimming pulse. For example, the calibration curve shown in FIG. 2 may be obtained by irradiating a laser beam with the laser beam intensity and the irradiation time.
【0113】[0113]
【発明の効果】以上のように本発明に従えば、目標抵抗
値は、最小許容値より大きく、最大許容値より小さい必
要がある。かつ、前記下限値より大きく上限値より小さ
い必要がある。トリミング処理以前の抵抗値が、上記条
件を満足するとき、たとえば、上限値と最大許容値との
小さい方を目標抵抗値に選んでトリミング処理を行う。
前記2つの条件が両立する場合以外の場合は、全てトリ
ミング処理が不可能な場合である。このようにして、適
正な目標値を自動的に決定することができ、使用性に優
れ、かつ製造されるサーマルヘッドの品質を格段に向上
することができる。As described above, according to the present invention, the target resistance value needs to be larger than the minimum allowable value and smaller than the maximum allowable value. In addition, it is necessary to be larger than the lower limit and smaller than the upper limit. When the resistance value before the trimming process satisfies the above condition, for example, the smaller of the upper limit value and the maximum allowable value is selected as the target resistance value and the trimming process is performed.
Except when the two conditions are compatible, it is impossible to perform trimming. In this way, an appropriate target value can be automatically determined, the usability is excellent, and the quality of the manufactured thermal head can be remarkably improved.
【0114】また、トリミング不可能と判断されたサー
マルヘッドには一切パルス印加処理を施こさないため、
無駄な処理時間を費やすことがなく、実質的な処理速度
が向上する。Further, since no pulse application process is performed on the thermal head determined to be impossible to trim,
A substantial processing speed is improved without wasting processing time.
【0115】またトリミング不可能と判断されたサーマ
ルヘッドでも、抵抗値ばらつきを除けば良品であり、別
の規格としての最大許容値ばらつきを除けば良品であ
り、別の規格としての最大許容値、最小許容値を設定し
直せば、トリミング可能となることもあるので、歩留ま
りも大幅に向上する。Also, a thermal head judged to be impossible to trim is a good product except for the variation in resistance value, and a good product except for the maximum allowable value variation as another standard. If the minimum allowable value is set again, trimming may be possible, so that the yield is greatly improved.
【図1】本発明の対象となるサーマルヘッド21の断面
図である。FIG. 1 is a sectional view of a thermal head 21 to which the present invention is applied.
【図2】トリミングパルスのパルス幅を種々変化した際
の印加電力と抵抗値変化率との関係を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing a relationship between applied power and a resistance value change rate when the pulse width of a trimming pulse is variously changed.
【図3】比較的長いパルス幅のトリミングパルスの波形
と発熱抵抗体24の温度の時間変化とを示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing a waveform of a trimming pulse having a relatively long pulse width and a temporal change in the temperature of a heating resistor 24;
【図4】比較的短いパルス幅のトリミングパルスの波形
と発熱抵抗体24の温度の時間変化を示すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing a waveform of a trimming pulse having a relatively short pulse width and a temporal change of a temperature of a heating resistor 24;
【図5】本発明の作用を説明するグラフである。FIG. 5 is a graph illustrating the operation of the present invention.
【図6】本発明の作用を説明するグラフである。FIG. 6 is a graph illustrating the operation of the present invention.
【図7】本発明の作用を説明するグラフである。FIG. 7 is a graph illustrating the operation of the present invention.
【図8】本発明の作用を説明するグラフである。FIG. 8 is a graph illustrating the operation of the present invention.
【図9】本実施例の作用を説明する校正曲線を示すグラ
フである。FIG. 9 is a graph showing a calibration curve illustrating the operation of the present embodiment.
【図10】トリミング装置41のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a trimming device 41.
【図11】サーマルヘッド21の全体の製造工程を説明
する工程図である。FIG. 11 is a process diagram for explaining the entire manufacturing process of the thermal head 21.
【図12】本発明の第1の実施例のトリミング処理を説
明する工程図である。FIG. 12 is a process diagram illustrating a trimming process according to the first embodiment of this invention.
【図13】第1の実施例における諸条件を決定する工程
を説明する工程図である。FIG. 13 is a process diagram illustrating a process of determining various conditions in the first embodiment.
【図14】比較的長く、抵抗値が上昇するパルス幅での
印加電力と抵抗値変化率との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the applied power and the rate of change in resistance value at a pulse width that is relatively long and has an increasing resistance value.
【図15】第1の実施例のトリミングの可否の判断を説
明する工程図である。FIG. 15 is a process diagram illustrating the determination of whether or not trimming is possible according to the first embodiment.
【図16】本実施例の目標抵抗値Rfを決定する作用を
説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an operation of determining a target resistance value Rf according to the present embodiment.
【図17】本発明の第2の実施例のトリミング処理を説
明する工程図である。FIG. 17 is a process diagram illustrating a trimming process according to the second embodiment of the present invention.
【図18】第2の実施例における諸条件を決定する工程
を説明する工程図である。FIG. 18 is a process chart illustrating a process of determining various conditions in the second embodiment.
【図19】第2の実施例のトリミングの可否を判断する
処理を説明する工程図である。FIG. 19 is a process diagram illustrating a process of determining whether or not trimming is possible according to the second embodiment.
【図20】第2の実施例によるトリミング処理前後の抵
抗値分布の変化を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a change in resistance value distribution before and after the trimming process according to the second embodiment.
21 サーマルヘッド 23 ヘッド基板 24 発熱抵抗体 41 トリミング装置 44 抵抗値計測計 45 トリミングパルス発生部 47 校正曲線記憶部 49 パルス幅調整部 50 電圧調整部 21 Thermal Head 23 Head Substrate 24 Heating Resistor 41 Trimming Device 44 Resistance Measurement Meter 45 Trimming Pulse Generator 47 Calibration Curve Storage 49 Pulse Width Adjuster 50 Voltage Adjuster
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−83050(JP,A) 特開 昭62−92411(JP,A) 特開 昭63−59550(JP,A) 特開 昭63−116403(JP,A) 特開 昭63−159066(JP,A) 特開 昭63−252760(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/335 H01C 17/22──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-83050 (JP, A) JP-A-62-92411 (JP, A) JP-A-63-59550 (JP, A) JP-A-63-59550 116403 (JP, A) JP-A-63-159066 (JP, A) JP-A-63-252760 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/335 H01C 17 /twenty two
Claims (1)
線状に配列された複数の発熱抵抗体をトリミングする方
法において、各発熱抵抗体の最大抵抗値と最小抵抗値と
を計測し、次いで、発熱抵抗体の抵抗値変化曲線におけ
る最大抵抗値に基づくトリミングの抵抗下限値と、最小
抵抗値に基づくトリミングの抵抗上限値とを求め、しか
る後、発熱対抗体のトリミングを行って各発熱抵抗体の
平均抵抗値を予め定められる最大許容値と最小許容値の
範囲内に設定したことを特徴とするサーマルヘッドの抵
抗体トリミング方法。In a method of trimming a plurality of heating resistors arranged linearly on an electrically insulating substrate of a thermal head, a maximum resistance value and a minimum resistance value of each heating resistor are measured, and The lower limit of the trimming resistance based on the maximum resistance value and the upper limit of the trimming resistance based on the minimum resistance value in the resistance change curve of the heating resistor are obtained, and then, the heating is performed to trim the antibody, and each heating resistor is trimmed. Wherein the average resistance value is set within a range between a predetermined maximum allowable value and a minimum allowable value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3005294A JP2810243B2 (en) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Thermal head resistor trimming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3005294A JP2810243B2 (en) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Thermal head resistor trimming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04261871A JPH04261871A (en) | 1992-09-17 |
JP2810243B2 true JP2810243B2 (en) | 1998-10-15 |
Family
ID=11607229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3005294A Expired - Lifetime JP2810243B2 (en) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | Thermal head resistor trimming method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2810243B2 (en) |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005294A patent/JP2810243B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH04261871A (en) | 1992-09-17 |
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