JP2929649B2

JP2929649B2 - サーマルヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2929649B2
Application number: JP2059049A
Authority: JP
Inventors: 宏有沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH03261564A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的１）産業上の利用分野本発明は、ワードプロセッサ、パソコン等の出力装置
としてのサーマルプリンタやファクシミリ等に使用され
るサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。

２）従来の技術従来、前記サーマルヘッドを用いた記録装置は、印刷
時の騒音が小さく、また、現像・定着工程が不要なため
取り扱いが容易である等の利点を有しており、広く使用
されている。

このようなサーマルヘッドは、絶縁基板上に列設され
た複数の個別電極とこれらの先端部に対向配置された共
通電極との間にそれらを接続する発熱抵抗体が形成され
ている。そして、選択された個別電極および共通電極間
に電力を供給して、その部分の発熱抵抗体を発熱させ、
熱記録（印字）を行うようにしている。

ところで、前記各個別電極および共通電極間に配設さ
れた各発熱抵抗体（すなわち、各ドットに対応する発熱
抵抗体）の抵抗値が均一でないと、発熱した際の発熱抵
抗体の温度に差が生じる。そうすると、熱転写紙等に印
字を行った際、印字した「字」または「図」等に濃度ム
ラが発生する。

前記濃度ムラの発生を防止するために、従来、前記各
ドットに対応する発熱抵抗体の抵抗値を均一にすること
が行われている。これは、発熱抵抗体に抵抗破壊を生じ
ない範囲で所定強度の電界を印加すると、その電界強度
に応じて発熱抵抗体の抵抗値が減少するという性質を利
用している。

このような発熱抵抗体の抵抗値を均一化する従来の技
術として、たとえば、特開昭61−83053号公報が知られ
ている。

この公報に記載されたものは、発熱抵抗体に幅が一定
で電圧値の異なるトリミングパルス、または、幅および
電圧値一定で数の異なるトリミングパルスを印加するよ
うにしている。そして、その公報には実施例として、発
熱抵抗体に幅が一定で電圧値の異なるトリミングパルス
を印加するようにしたものが記載されている。

その実施例に記載されたものは、絶縁基板上の各ドッ
トに対応する発熱抵抗体の初期抵抗値を測定し、それら
の初期抵抗値が目標抵抗値R0よりも大きい場合には、発
熱抵抗体に所定の電圧V0のトリミングパルスを印加して
発熱抵抗体の抵抗値を減少させる。この減少した抵抗値
が、目標抵抗値R0よりもまだ大きい場合には、前記所定
の電圧V0にΔＶだけプラスした電圧V0＋ΔＶのトリミン
グパルスを印加して発熱抵抗体の抵抗値をさらに減少さ
せる。この、さらに減少した抵抗値が目標抵抗値R0より
もまだ大きい場合には、前記所定の電圧V0に２ΔＶだけ
プラスした電圧V0＋２ΔＶのトリミングパルスを印加し
て発熱抵抗体の抵抗値をさらに減少させる。このように
して発熱抵抗体の抵抗値が目標抵抗値R0以下に収まるま
で、ΔＶづつプラスした電圧V0＋ｎΔＶのトリミングパ
ルスを印加するようにしている。

３）発明が解決しようとする課題ところが、前述のように発熱抵抗体にトリミングパル
スを印加することにより、その抵抗値をそろえても、サ
ーマルヘッドを長期間にわたって使用している間に各発
熱抵抗体の抵抗値にバラツキが生じてしまう。そして、
そのトリミング後の抵抗値の変化は、印加電圧が高いと
かなり大きくなることがある。これは、トリミングパル
スにより抵抗値をそろえた発熱抵抗体も、やはりその抵
抗値が依然として不安定なためと考えられる。

したがって、せっかくトリミングによって抵抗値をそ
ろえた発熱抵抗体を使用したサーマルヘッドでも、経時
的にその抵抗値が減少してバラツキが生じ、抵抗値の減
少量の大きい発熱抵抗体で印字した部分は減少量の小さ
い発熱抵抗体で印字した部分よりも印字濃度が濃くな
る。そうすると、印字されたものに濃度ムラが生じると
いう問題点があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サーマ
ルヘッドの発熱抵抗体の抵抗値の経時的な減少量を少な
くすることを課題とする。

B.発明の構成１）課題を解決するための手段前記課題を解決するために、本出願の第１発明の厚膜
型サーマルヘッドは、絶縁基板表面に、複数の個別電極
とそれらの個別電極先端部に対応して配置された共通電
極と、前記個別電極および共通電極間を接続する発熱抵
抗体とが形成されたサーマルヘッドにおいて、前記絶縁基板表面に最終形状に形成された前記個別電
極および共通電極間を接続する前記発熱抵抗体がトリミ
ングパルスによりトリミングされてから熱アニールされ
たことを特徴とする。

前記「最終形状」とは、サーマルヘッドの個別電極、
共通電極および発熱抵抗体が製造段階の途中の形状では
なく、サーマルヘッド画像形成装置完成したときの形状
（最終形状）を意味している。

また、本出願の第２発明の厚膜型サーマルヘッドの製
造方法は、絶縁基板表面に、複数の個別電極とそれらの
個別電極先端部に対応して配置された共通電極と、前記
個別電極および共通電極間を接続する発熱抵抗体とが形
成されたサーマルヘッドの製造方法において、下記
（ａ）〜（ｃ）の工程を有することを特徴とする。

（ａ）絶縁基板表面に、複数の個別電極とそれらの個
別電極先端部に対向して配置された共通電極と、前記個
別電極および共通電極間を接続する発熱抵抗体とを形成
する工程。

（ｂ）前記各個別電極および共通電極間にトリミング
用パルスを印加して前記発熱抵抗体の抵抗値を所定の範
囲内の値にトリミングする工程。

（ｃ）前記抵抗値をトリミングされた発熱抵抗体が表
面に形成された絶縁基板を、所定の温度に所定時間保持
することにより、前記発熱抵抗体を熱アニールする工
程。

２）作用前述の構成を備えた本出願の第１発明の厚膜型サーマ
ルヘッドは、前記発熱抵抗体が熱アニールされているの
で、抵抗値が安定しており、抵抗値の経時的減少量が少
ない。

また、本出願の第２発明の厚膜型サーマルヘッドの製
造方法は、抵抗値をトリミングされた発熱抵抗体が表面
に形成された絶縁基板を、所定の温度に所定時間保持す
ることにより、前記発熱抵抗体を熱アニールする工程を
有しているので、抵抗値の減少量の少ない発熱抵抗体を
形成することができる。

３）実施例次に、図面により本発明の一実施例について説明す
る。

第１図において、プラテンローラＡの外周に沿って搬
送される感熱記録紙Ｂに熱記録を行う厚膜型サーマルヘ
ッドＨは、アルミまたは鋳鉄等の熱伝導率の高い金属材
料から構成された支持板１を備えており、この支持板１
の上面には、第１図中、左側部分および右側部分に、そ
れぞれ接着剤２および３を介してセラミック製の絶縁基
板４およびプラスチック製のプリント配線板５が張付け
られている。

第１図中、プリント配線板５上面には、前記絶縁基板
４に近い部分にICが配設されており、第１図中、ICの右
側部分に配線5aが銅張積層板であるプリント配線板５を
エッチングすることにより設けられている。配線5aの入
力端側（第２図中、右側）はプリント配線板５を貫通す
るコネクタピン６を介して駆動信号入力端子としてのソ
ケット７に接続されている。プリント配線板５上に配設
された前記ICはワイヤ8,9によってプリント配線板５の
配線5aおよび絶縁基板４の個別電極4aと接続されてい
る。

第2,3図に詳細を示すように、前記絶縁基板４には、
その表面（すなわち、上面）に複数の個別電極4a、が、
絶縁基板４の長手方向（すなわち、主走査方向）Ｘに沿
って列設されている。そして、前記主走査方向Ｘに沿っ
て、共通電極4bが設けられており、この共通電極4bは、
前記主走査方向Ｘに沿って延びる本体部4b1とこの本体
部4b1から櫛歯状に副走査方向Ｙに延びる複数の接続部4
b2とを有している。そして、前記個別電極4aと共通電極
4bの接続部4b2とは主走査方向Ｘに沿って交互に配置さ
れている。これらの交互に配置された各個別電極4aおよ
び共通電極接続部4b2は、主走査方向に延びる帯状発熱
抵抗体4cの１ビット（発熱単位）を構成する各発熱抵抗
体4c1,4c1,…（第３図参照）によって接続されている。

そして、前記帯状発熱抵抗体4cは、熱アニールされて
いる。

再び前記第１図を参照して、前記ICおよびワイヤ8,9
は樹脂10によって封止されるとともに、カバー11によっ
て保護されている。

前記厚膜型サーマルヘッドＨは、前記符号１〜11で示
された部材から構成されており、前記各発熱抵抗体4c1
は前記ローラプラテンＡ上の感熱記録紙Ｂに押付けられ
て熱記録が行われる。

次に前記厚膜型サーマルヘッドＨの製造方法の実施例
を説明する。

前記第３図に示すような、表面に電極4a、4bおよび帯
状発熱抵抗体4cが形成された絶縁基板４は、従来公知の
スクリーン印刷技術等の製造技術により作製される。

この絶縁基板４の各発熱抵抗体4c1の抵抗値は第４図
のブロック線図で示されるトリミング装置によりトリミ
ングされる。

第４図において、プローバ21は、前記個別電極4aの図
示しない電極パッド（後でサーマルヘッドを組み立てる
際に前記ワイヤ９との接続に使用される接続用端子部）
に接触する探針21a,21a,…を備えている。そして、前記
プローバ21にはマルチプレクサリレー22が接続されてお
り、これらのプローバ21およびマルチプレクサリレー22
はコンピュータ23により制御されて、前記探針21a、個
別電極4aを介して前記発熱抵抗体4c1,4c1,…（第３図参
照）中の１ビットを選択するように構成されている。

前記マルチプレクサリレー22は、前記コンピュータ23
によって制御される切替スイッチ24を介してパルス発生
器25の出力端子、または抵抗測定器26の入力端子に選択
的に接続されるように構成されている。

次に、前述の第４図のブロック線図で示されるトリミ
ング装置の作用を第５図のフローチャートにより説明す
る。

前記絶縁基板４表面に形成された前記複数の発熱抵抗
体4c1のトリミングを行う処理（フロー）が開始される
と、ステップS1において前記プローバ21の探針21a,21
a、…を前記個別電極4a,4a,…に接触させ、探針21の数
に応じた数の発熱抵抗体4c1の初期抵抗値R1を測定す
る。

次にステップS2において、ｎ＝１と置く。

次にステップS3において前記各発熱抵抗体4c1,4c1,…
の中からｎ＝１に対応するビット（すなわち発熱抵抗
体）を選択する。

次にステップS4において抵抗値が目標値の所定範囲内
に在るかどうかを判断する。ノー（Ｎ）の場合はステッ
プS5に移る。

ステップS5において発熱抵抗体4c1に印加するトリミ
ングパルスの電圧値を計算する。この電圧値の計算方法
としては、たとえば、前記特開昭62−83053号公報また
は特開平１−271262号公報等に記載された方法を採用す
る。

次にステップS6において発熱抵抗体4c1にトリミング
パルスを印加する。

次にステップS7において前記発熱抵抗体4c1の抵抗値
を測定してから前記ステップS4に戻る。ステップS4にお
いてイエスの場合はステップS8に移る。

ステップS8においてｎ＝ｎ＋１と置く。

次にステップS9においてｎ＝n0かどうかを判断する。
ただしn0は前記個別電極4aに接触する前記プローブ21の
探針21aの数に１をプラスした数であり、たとえば探針2
1aの数が128であるならばn0＝129である。このステップ
S9においてノーの場合は前記ステップS3に戻り、イエス
の場合には全ての探針（たとえば128個の探針）21aに接
続された発熱抵抗体4c1,4c1,…のトリミングが終了した
ものとして、次のステップS10に移る。

ステップS10において、前記絶縁基板４表面の発熱抵
抗体4c1,4c1,…の全ビットのトリミングが終了したかど
うか判断する。このステップS10においてノーの場合に
は前記ステップS1に戻り、まだトリミングの終了してい
ない発熱抵抗体4c1,4c1,…に接続された個別電極4a,4a,
…のパッドに前記プローバ21の探針21aを接触させてそ
の各発熱抵抗体4c1,4c1,…の初期抵抗値Riを測定する。
このステップS10においてイエスの場合には前記絶縁基
板４表面の発熱抵抗体4c1のトリミングのフローを終了
する。

このトリミングにより、各発熱抵抗体4c1の初期抵抗
値Riは第６図に示すように変化する。この第６図におい
て、各発熱抵抗体4c1の初期抵抗値Riは○印で表示され
ており、それらの平均値はRhで示されている。また、こ
の第６図においては前記各発熱抵抗体4c1,4c1,…のトリ
ミング後の目標抵抗値R0は1000Ωであり、トリミング後
の実際の抵抗値は□印で示されている。

このトリミング後の発熱抵抗体4c1を、たとえば200℃
で30分保持して熱アニールした場合、各発熱抵抗体4c1,
4c1,…の抵抗値は、第６図において△印で示すように変
化し、多少のバラツキが生じる。そこで、この熱アニー
ル後の絶縁基板４上の発熱抵抗体4c1,4c1,…が、所定の
範囲外の抵抗値を有する場合、その絶縁基板４を不良品
としてサーマルヘッドの作製には使用しないようにする
か、または、もう一度トリミングを行って抵抗値をそろ
えてからサーマルヘッドの作製に使用する。

このようにして、熱アニールした発熱抵抗体4c1に発
熱用の連続パルスを印加した場合の抵抗値の経時的変化
Ａは、第７図で示されている。また、第７図には、熱ア
ニールしない発熱抵抗体に発熱用の連続パルスを印加し
た場合の抵抗値の経時的変化Ｂが比較例として示されて
いる。

この第７図から分かるように、熱アニールした発熱抵
抗体4c1（Ａ参照）は経時的変化が少ないので、その発
熱抵抗体4c1が形成された絶縁基板４を用いて作製した
サーマルヘッドは長期間使用しても印字濃度が安定して
いる。

以上、本発明によるサーマルヘッドの実施例を詳述し
たが、本発明は、前述の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱すること
なく、種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、一般にRi−R0の値が大きい程高電圧のトリ
ミングパルスを使用しており、また、第６図から分かる
ように、発熱抵抗体は、Ri−R0の値が大きい程、熱アニ
ールによる抵抗値減少が大きくなっている。すなわち、
トリミングパルスとして高電圧のパルスを使用する程、
熱アニール後の抵抗値減少が大きくなる傾向がある。し
たがって、Ri−R0の値が大きい発熱抵抗体（すなわち、
初期抵抗値Riの大きな発熱抵抗体）は、トリミング後の
抵抗値をR0よりも少し大きな値とし、Ri−R0の値が小さ
い発熱抵抗体（すなわち、初期抵抗値Riの小さい発熱抵
抗体）は、トリミング後の抵抗値をR0よりも少し小さな
値とすることにより、熱アニール後の発熱抵抗体の抵抗
値をより均一化することが可能である。また、帯状発熱
抵抗体4cを用いたサーマルヘッドの代わりに、第8A,8B
図に示すように、主走査方向に沿って複数の発熱抵抗体
4c1、4c1,…を個別に列設し、それらの各発熱抵抗体4c
1,4c1,…により複数の各個別電極4a、4a,…と共通電極4
bとを個別に接続するようにしたサーマルヘッドに本発
明を適用することも可能である。

C.発明の効果前述の本発明の厚膜型サーマルヘッドおよびその製造
方法は、厚膜型サーマルヘッドの発熱抵抗体をパルスト
リミングしてから熱アニールすることにより、発熱抵抗
体の抵抗値の経時的な減少量を少なくすることができ
る。したがって、サーマルヘッドを長期間使用しても印
字されたものに、抵抗値のバラツキに基づく濃度ムラが
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーマルヘッドの一実施例の側断面
図、第２図は同サーマルヘッドの要部斜視図、第３図は
同要部の部分的拡大図で第２図の矢視III部分の拡大
図、第４図は同サーマルヘッドの製造に使用するトリミ
ング装置の説明図、第５図は前記第４図のトリミング装
置の作用を説明するためのフローチャート、第６図はト
リミングおよび熱アニールによる発熱抵抗体の抵抗値の
変化の説明図、第７図は熱アニールした発熱抵抗体と熱
アニールしない発熱抵抗体との経時的変化を示す図、第
8A,8B図は本発明を適用することが可能なサーマルヘッ
ドの説明図、である。４……絶縁基板、4a……個別電極、4b……共通電極、4c
1……発熱抵抗体、

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/335 B41J 2/345 - 2/35 H01C 17/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板（４）表面に、複数の個別電極
（4a）とそれらの個別電極先端部に対応して配置された
共通電極（4b）と、前記個別電極（4a）および共通電極
（4b）間を接続する発熱抵抗体（4c1）とが形成された
サーマルヘッドにおいて、前記絶縁基板（４）表面に最終形状に形成された前記個
別電極（4a）および共通電極（4b）間を接続する前記発
熱抵抗体（4c1）がトリミングパルスによりトリミング
され、前記トリミングされた発熱抵抗体が熱アニールさ
れたことを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。
【請求項２】絶縁基板（４）表面に、複数の個別電極
（4a）とそれらの個別電極先端部に対応して配置された
共通電極（4b）と、前記個別電極（4a）および共通電極
（4b）間を接続する発熱抵抗体（4c1）とが形成された
サーマルヘッドの製造方法において、下記（ａ）〜
（ｃ）の工程を有することを特徴とする厚膜型サーマル
ヘッドの製造方法。（ａ）絶縁基板（４）表面に、複数の個別電極（4a）
とそれらの個別電極先端部に対応して配置された共通電
極（4b）と、前記個別電極（4a）および共通電極（4b）
間を接続する発熱抵抗体（4c1）とを最終形状に形成す
る工程。（ｂ）前記各個別電極（4a）および共通電極（4b）間
にトリミング用パルスを印加して前記発熱抵抗体（4c
1）の抵抗値を所定の範囲内の値にトリミングする工
程。（ｃ）前記抵抗値をトリミングされた発熱抵抗体（4c
1）が表面に形成された絶縁基板（４）を、所定の温度
に所定時間保持することにより、前記発熱抵抗体（4c
1）を熱アニールする工程。