JP3106533B2 - Thermal head device - Google Patents
Thermal head deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやプリン
タに用いられるサーマルヘッド装置に係り、特に濃度む
らのない良好な画質を得ることができるサーマルヘッド
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head device used for a facsimile or a printer, and more particularly to a thermal head device capable of obtaining good image quality without density unevenness.
【0002】[0002]
【従来の技術】記録素子の一形式であるサーマルヘッド
装置は、動作騒音が小さく、現像,定着等の処理工程が
不要であるため、ファクシミリの印字部や各種のプリン
タに広く採用されている。図7〜図9はこの種のサーマ
ルヘッド装置の一構造例の説明図であって、サーマルヘ
ッド部を搭載した第一基板と駆動IC等の駆動回路部を
搭載した第二基板を放熱基板上に接着した形式のサーマ
ルヘッド装置を示す。図7はヘッド基板の断面図で、1
はセラミツクス材料からなる基板にガラス系材料のアン
ダーグレーズ層を被覆してなる絶縁基板、2は発熱部を
形成す抵抗体層(発熱抵抗体)、3は共通電極、4は個
別電極、5は耐摩耗層(オーバーグレーズ層)であり、
以下これを基板Aという。2. Description of the Related Art A thermal head device, which is a type of recording element, has been widely used in facsimile printing units and various printers because it has low operating noise and does not require processing steps such as development and fixing. FIGS. 7 to 9 are explanatory views of one structural example of this type of thermal head device, in which a first substrate on which a thermal head unit is mounted and a second substrate on which a drive circuit unit such as a drive IC is mounted are mounted on a heat dissipation substrate. 2 shows a thermal head device of the type bonded to FIG. FIG. 7 is a sectional view of the head substrate.
Is an insulating substrate formed by coating an underglaze layer of a glass material on a substrate made of a ceramic material, 2 is a resistor layer (heating resistor) forming a heating section, 3 is a common electrode, 4 is an individual electrode, 5 is an individual electrode. A wear-resistant layer (overglaze layer)
Hereinafter, this is referred to as substrate A.
【0003】図8はサーマルヘッド装置の側面図であっ
て、6は放熱基板でこの上にヘッド基板Aと駆動ICを
搭載した駆動回路基板(以下、B基板という)とを接着
してなり、A基板の個別電極4とB基板の駆動IC配線
とを金線等のボンディングワイヤー8で接続している。
B基板には外部回路との電気的接続を行なうためのコネ
クタ9が接続され、外部回路と駆動IC配線とをこのコ
ネクタ9を介して接続している。図9はサーマルヘッド
の上面図であって、発熱部を形成したA基板は主走査方
向Xに延在し、このA基板に形成した発熱部に駆動電流
を供給する駆動IC7がB基板上に複数個配置され、外
部回路との接続用のコネクタ9が必要個数配置されてな
る。FIG. 8 is a side view of a thermal head device. Reference numeral 6 denotes a heat radiating substrate, on which a head substrate A and a driving circuit substrate (hereinafter, referred to as a B substrate) on which a driving IC is mounted are adhered. The individual electrodes 4 on the A board and the drive IC wiring on the B board are connected by bonding wires 8 such as gold wires.
A connector 9 for making an electrical connection to an external circuit is connected to the B board, and the external circuit and the driving IC wiring are connected via the connector 9. FIG. 9 is a top view of the thermal head. The A substrate on which the heat generating portion is formed extends in the main scanning direction X, and the driving IC 7 for supplying a driving current to the heat generating portion formed on the A substrate is mounted on the B substrate. A plurality of connectors 9 for connecting to an external circuit are arranged in a required number.
【0004】A基板の発熱部は駆動IC7を介して選択
された個別電極4と共通電極3間に流れる電流によるジ
ュール熱で発熱し、感熱記録紙を直接加熱して発色さ
せ、またはインクシートのインクを溶融して記録紙に転
写し、あるいはインクドナーフィルムを加熱して染料を
昇華記録紙に昇華させることで発色させて記録を行う。
ところで、この抵抗体の抵抗値が全てにわたって均一で
ないと、発熱した際の発熱体温度に差が生じ、記録した
結果に濃度ムラが発生する。この抵抗体の抵抗値を全ド
ットについて均一にするために、従来から所謂トリミン
グ処理が行われている。このトリミングには、電界によ
って抵抗体の抵抗値が減少するという性質を利用し、共
通電極と個別電極を介して電圧パルスを印加することで
抵抗体の抵抗値を個別に調整するパルストリミングと、
レーザービームによって抵抗体あるいは電極を部分的に
加工し、または加熱による抵抗値の変更を行なって、抵
抗値あるいは電流値を調整し、結果的に抵抗体の発熱量
をドット間で一様に調整するレーザートリミングとが知
られている。The heat generating portion of the A substrate generates heat by Joule heat generated by a current flowing between the selected individual electrode 4 and the common electrode 3 via the drive IC 7, and directly heats the heat-sensitive recording paper to form a color or to form an ink sheet. The recording is performed by melting the ink and transferring it to recording paper, or by heating the ink donor film to sublimate the dye on the sublimation recording paper to develop color.
By the way, if the resistance values of the resistors are not uniform over the entire area, there will be a difference in the temperature of the heating elements when heat is generated, and density unevenness will occur in the recorded result. In order to make the resistance of the resistor uniform for all dots, a so-called trimming process has been conventionally performed. This trimming utilizes the property that the resistance value of the resistor is reduced by an electric field, and pulse trimming in which the resistance value of the resistor is individually adjusted by applying a voltage pulse through a common electrode and an individual electrode,
The resistance value or current value is adjusted by partially processing the resistor or electrode by laser beam or changing the resistance value by heating, and as a result, the heating value of the resistor is uniformly adjusted between dots Laser trimming is known.
【0005】図10はサーマルヘッドを製造する従来の
工程図であって、先ず、絶縁基板1上にスクリーン印刷
などによってメタルオーガニックデポジション(MO
D)抵抗体材料を塗布,乾燥により成膜して抵抗体層2
を形成する工程(P11),抵抗体層2上にスクリーン
印刷より導電体(例えば金(Au)の層を成膜する工程
(P12),導電体層をフォトリソエッチングによりパ
ターニングして共通電極3と個別電極4とを形成する工
程(P13),上記電極をマスクとして抵抗体層2をエ
ッチングして所要の発熱部を形成する工程(P14)お
よびオーバーグレーズ層5を成膜する工程(P15)で
形成したサーマルヘッドを持つA基板を得る。そして、
A基板に形成サーマルヘッドをレーザートリミングによ
ってその抵抗値を調整する(P2)。次に、A基板と駆
動ICとコネクタを搭載する配線基板であるB基板とを
放熱基板1上に接着し(P3)、B基板に駆動ICを実
装して(P4)ワイヤーボンディングでA基板の共通電
極4と駆動ICの端子とを接続し(P5)、駆動ICの
実装検査を行なう(P6)。駆動IC実装検査を終了し
た後、駆動ICおよびその端子部分を含めて露出してい
る電極部分を樹脂封止し(P7)、コネクタ9を接続し
(P8)、然る後サーマルヘッドカバーを接着して(P
9)完成する。FIG. 10 is a view showing a conventional process for manufacturing a thermal head. First, metal organic deposition (MO) is performed on an insulating substrate 1 by screen printing or the like.
D) Resistor layer is formed by coating and drying a resistor material.
(P11), a step of forming a layer of a conductor (for example, gold (Au)) by screen printing on the resistor layer 2 (P12), and patterning of the conductor layer by photolithographic etching to form the common electrode 3 The step of forming the individual electrodes 4 (P13), the step of forming the required heat generating portion by etching the resistor layer 2 using the electrodes as a mask (P14), and the step of forming the overglaze layer 5 (P15) Obtain an A substrate having the formed thermal head, and
The resistance value of the thermal head formed on the A substrate is adjusted by laser trimming (P2). Next, the A substrate, the drive IC, and the B substrate, which is a wiring substrate on which the connector is mounted, are bonded on the heat dissipation substrate 1 (P3), and the drive IC is mounted on the B substrate (P4). The common electrode 4 is connected to the terminal of the driving IC (P5), and the mounting inspection of the driving IC is performed (P6). After the drive IC mounting inspection is completed, the exposed electrode portions including the drive IC and its terminal portion are sealed with resin (P7), the connector 9 is connected (P8), and then the thermal head cover is bonded. T (P
9) Complete.
【0006】図11は完成したサーマルヘッド装置の側
断面図で、10は上記封止用の樹脂層、11はカバーで
ある。上記工程P2における抵抗体の抵抗値のトリミン
グは、発熱部を構成する各抵抗体(1ドット対応)に接
続されている共通電極3個別電極4とに抵抗計のプロー
ブ(測定探針)を接触させてその抵抗値を測定し、レー
ザー光を照射して当該抵抗体部分の抵抗値を調整するレ
ーザートリミング方法を用いている。従来のパルストリ
ミング,レーザートリミングでは、トリミング後にサー
マルヘッドの発熱抵抗体ビットがある一定の抵抗値に揃
うように抵抗値を調整すると共に、配線抵抗値も一定に
なるようにトリミングして濃度むらの発生を低下させて
いるものもある。また、特開昭54−79457号公
報,特開昭54−132758号公報に開示されたレー
ザトリミング方法は、抵抗体の保護膜を傷つけずに抵抗
値を調整する方法を提供している。FIG. 11 is a side sectional view of the completed thermal head device, 10 is the sealing resin layer, and 11 is a cover. The trimming of the resistance value of the resistor in the step P2 is performed by contacting a probe (measurement probe) of an ohmmeter with the common electrode 3 and the individual electrode 4 connected to each resistor (corresponding to one dot) constituting the heating section. Then, the resistance value is measured, and a laser trimming method of irradiating a laser beam to adjust the resistance value of the resistor portion is used. In conventional pulse trimming and laser trimming, the resistance value of the heating resistor bit of the thermal head is adjusted so as to be equal to a certain resistance value after trimming, and trimming is performed so that the wiring resistance value is also constant. Some have reduced the occurrence. Further, the laser trimming methods disclosed in JP-A-54-79457 and JP-A-54-132758 provide a method of adjusting the resistance value without damaging the protective film of the resistor.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、A基板に形成されているサーマルヘッドの抵抗値
および配線の抵抗値を一定にして発熱部それぞれの熱容
量を揃えることで濃度ムラの発生を低下しようとしてい
るが、B基板側における原因によって発生する濃度ムラ
については、一切考慮されていない。図12はサーマル
ヘッド駆動用の駆動ICの端子(ここでは、パッドと称
する)の位置関係の説明図であって、7は駆動IC、7
1は出力パッド、72は接地パッド(GNDパッド)で
ある。同図に示したように、駆動ICの出力電圧は出力
パッド71とGNDパッド72との間の距離によって決
まる。図13は図12に示した駆動ICの各出力パッド
の出力電圧のドロップ(駆動ICドロップ)の測定値の
一例の説明図であって、同図に示したように、駆動IC
の各駆動出力端子(出力パッド:ビット端子)の内部抵
抗による電圧ドロップ(駆動ICドロップ)は、そのビ
ット毎(1ドットの発熱に対応する駆動ビット毎)に内
部抵抗にバラツキがあり、この内部抵抗値の相違に起因
して各ビットの駆動ICドロップ量が異なるため、サー
マルヘッド側の各抵抗値を精度よく揃えても発熱量がド
ット毎にことなってしまい、その結果として濃度ムラが
発生するという問題がある。なお、同図ではビット端子
が0〜64の駆動ICにおけるビット端子番号を横軸
に、その各駆動ICドロップ電圧(V)を縦軸にとって
示している。本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、駆動ICドロップをも考慮して各印字ドットの発
熱量を揃えドット形状を一様なものとすることにより、
優れた印字品質と従来のサーマルヘッド装置に比べてさ
らに多階調の濃度階調記録を可能としたサーマルヘッド
装置を提供することにある。In the above-mentioned prior art, the unevenness in the density is caused by making the resistance of the thermal head and the resistance of the wiring formed on the substrate A constant and equalizing the heat capacities of the heating parts. However, no consideration is given to density unevenness caused by a cause on the B substrate side. FIG. 12 is an explanatory diagram of a positional relationship of terminals (here, referred to as pads) of a drive IC for driving a thermal head.
1 is an output pad, and 72 is a ground pad (GND pad). As shown in the figure, the output voltage of the drive IC is determined by the distance between the output pad 71 and the GND pad 72. FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of a measured value of the output voltage drop (drive IC drop) of each output pad of the drive IC shown in FIG. 12, and as shown in FIG.
The voltage drop (drive IC drop) due to the internal resistance of each drive output terminal (output pad: bit terminal) has a variation in the internal resistance for each bit (for each drive bit corresponding to one dot heat generation). Since the drive IC drop amount of each bit is different due to the difference in resistance value, even if the resistance values on the thermal head side are precisely adjusted, the heat generation amount differs for each dot, and as a result, density unevenness occurs. There is a problem of doing. In FIG. 3, the horizontal axis represents the bit terminal numbers of the drive ICs having bit terminals 0 to 64, and the vertical axis represents the respective drive IC drop voltages (V). An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional technology and to make the heat generation amounts of the respective print dots uniform by taking the drive IC drop into consideration and to make the dot shape uniform.
It is an object of the present invention to provide a thermal head device which has excellent print quality and can perform density gradation recording of more gradations than a conventional thermal head device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の抵抗素子により構成される複数の
発熱部と、前記複数の各発熱部の一端部に接続された共
通電極と、前記複数の発熱部の他端部にそれぞれ接続さ
れた複数の個別電極とを有するサーマルヘッド部と、上
記複数の各個別電極に接続された出力端子を有する駆動
ICとを放熱基板上に搭載したサーマルヘッド装置にお
いて、上記サーマルヘッド部の上記発熱部の発熱量を上
記駆動ICの出力端子毎に存在する電圧ドロップ量に応
じて設定したことを特徴とし、予め駆動ICドロップ電
圧を測定しておき、またはトリミング時に上記内部抵抗
値を考慮して発熱抵抗体の抵抗値、または抵抗体が橋絡
する電極の抵抗値、あるいはその双方をトリミングする
ことにより、各ドットを印字する抵抗体の発熱量が一様
になるように調整して濃度ムラのないサーマルヘッド装
置を得ることを特徴とする。すなわち、駆動IC等の駆
動回路の各ビット毎の出力電圧ドロップ量に応じて対応
する発熱部の抵抗体の抵抗値を一定値に調整することに
より、または上記駆動ICの各ビット毎の電圧ドロップ
量に応じて対応する発熱部の電極の抵抗値を一定値に調
整することにより、もしくは上記抵抗体と上記電極の双
方の抵抗値を一定値に調整することにより、発熱部の発
熱量を一定値に揃える。上記抵抗体の抵抗値の調整はパ
ルストリミングまたはレーザートリミングにより調整す
る。上記抵抗体の抵抗値の調整は、パルストリミングま
たはレーザートリミングにより抵抗特性を改変すること
で抵抗値を変えるか、レーザートリミングでサイズ,形
状を変えることによって行い、また電極の抵抗値の調整
はレーザートリミングでそれらのサイズ,形状を変える
ことによって行なう。In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of heat generating sections each including a plurality of resistance elements, and a common electrode connected to one end of each of the plurality of heat generating sections. And a thermal head unit having a plurality of individual electrodes connected to the other ends of the plurality of heat generating units, and a drive IC having output terminals connected to the plurality of individual electrodes, respectively, on a heat dissipation substrate. In the mounted thermal head device, the heat generation amount of the heat generating portion of the thermal head portion is set according to a voltage drop amount existing for each output terminal of the drive IC, and the drive IC drop voltage is measured in advance. In advance, or by trimming the resistance value of the heating resistor and / or the resistance value of the electrode bridging the resistor in consideration of the internal resistance value during trimming, Adjust as heating value of the resistor for printing bets becomes uniform, characterized in that to obtain a thermal head apparatus without density unevenness. That is, by adjusting the resistance value of the resistor of the heating section to a constant value in accordance with the output voltage drop amount for each bit of the drive circuit such as the drive IC, or the voltage drop for each bit of the drive IC By adjusting the resistance value of the electrode of the corresponding heating part to a constant value according to the amount, or by adjusting the resistance value of both the resistor and the electrode to a constant value, the heating value of the heating part is fixed. Align to value. The resistance value of the resistor is adjusted by pulse trimming or laser trimming. The resistance value of the above resistor is adjusted by changing the resistance value by modifying the resistance characteristics by pulse trimming or laser trimming, or by changing the size and shape by laser trimming. The resistance value of the electrode is adjusted by laser. This is done by changing their size and shape by trimming.
【0009】[0009]
【作用】サーマルヘッド部の上記発熱部の発熱量を上記
駆動ICの出力端子毎に存在する電圧ドロップ量に応じ
て設定したことにより、駆動回路の出力電圧毎の濃度ム
ラ、および駆動回路としての駆動ICを複数個用いた場
合の各駆動IC毎に駆動される発熱部の濃度ムラを解消
することができる。パルストリミングまたはレーザート
リミング(加熱作用)による抵抗体の抵抗値の調整は、
抵抗体の形状やサイズを変更することなく、その抵抗値
の増大が可能であり、レーザートリミング(加工)によ
る抵抗体あるいは電極の抵抗値の調整は、抵抗体あるい
は電極の形状を変えることによって行なう。上記の各抵
抗値調整を施すことにより、各ドット毎の発熱量(熱容
量)を一様に設定でき、印字濃度が均一なものとなる。The amount of heat generated by the heat generating portion of the thermal head is set in accordance with the amount of voltage drop present at each output terminal of the drive IC, so that the density unevenness at each output voltage of the drive circuit and the drive circuit In the case where a plurality of drive ICs are used, it is possible to eliminate unevenness in the density of the heat generating portion driven for each drive IC. Adjustment of the resistance value of the resistor by pulse trimming or laser trimming (heating action)
The resistance value can be increased without changing the shape or size of the resistor, and the adjustment of the resistance value of the resistor or the electrode by laser trimming (processing) is performed by changing the shape of the resistor or the electrode. . By performing the above-described resistance value adjustments, the heat value (heat capacity) of each dot can be set uniformly, and the print density becomes uniform.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明発明の実施例につき、図面を参
照して詳細に説明する。以下では、駆動回路として駆動
ICを用いたものについて説明する。図1は本発明によ
るサーマルヘッド装置を得るための駆動ICドロップ測
定装置の1例を説明するブロック図であって、20は実
際のサーマルヘッドと同じ抵抗値を持つ抵抗体アレイを
もつサーマルヘッドであり、r1 ,r2 ,・・・・rn
は各抵抗体の抵抗、70は駆動ICでT1 ,T2 ,T3
,・・・・Tn は上記抵抗体r1 ,r2 ,・・・・rn
をそれぞれ駆動する駆動回路であり、各1ドットの印
字に関与する。また、80はオシロスコープ、90はパ
ルス発生回路、100はプローブである。パルス発生回
路90から実際のサーマルヘッドと同じ抵抗値をもつ抵
抗アレイ20にパルス電圧を印加し、1ビット毎(抵抗
アレイを構成する各抵抗r1 ,r2 ,・・・・rn )に
接続する駆動ICの出力電極パッドにプローブ100を
当て、その抵抗値をオシロスコープで見て駆動ICドロ
ップを読み取る。上記の測定装置によって前記図13に
示したような駆動ICドロップ特性が得られる。抵抗値
の調整量は次のようにして計算する。すなわち、プロー
ブを当てた時の印加電圧をV、ドロップ電圧の最低値を
Vn、ビット毎のドロップ電圧とVnとの差をΔV
(n)とする。次に、以下のように各ビットの目標抵抗
値を計算する。揃える抵抗値をRとし、駆動ICドロッ
プのばらつきによる発熱量のばらつきを補正するための
ビット毎の調整量をΔR(n)とする。発熱量を一定に
するために、 (V−Vn−ΔV(n))2 /(R−ΔR(n))=(V−Vn)2 /R =const. ・・・・(式1) の式を用いて、ビット毎の調整量を求める。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a description will be given of a device using a drive IC as a drive circuit. FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of a drive IC drop measuring device for obtaining a thermal head device according to the present invention. Reference numeral 20 denotes a thermal head having a resistor array having the same resistance value as an actual thermal head. Yes, r1, r2,... Rn
Is the resistance of each resistor, 70 is a drive IC, T1, T2, T3
,... Tn are the resistors r1, r2,.
And a driving circuit for driving each dot, and is involved in printing of each dot. Also, 80 is an oscilloscope, 90 is a pulse generation circuit, and 100 is a probe. A pulse voltage is applied from the pulse generation circuit 90 to the resistance array 20 having the same resistance value as the actual thermal head, and connected to each bit (each resistance r1, r2,... Rn constituting the resistance array). The probe 100 is applied to the output electrode pad of the IC, and the drive IC drop is read by observing the resistance value with an oscilloscope. The drive IC drop characteristic as shown in FIG. 13 can be obtained by the above-described measuring device. The adjustment amount of the resistance value is calculated as follows. That is, the applied voltage when the probe is applied is V, the minimum value of the drop voltage is Vn, and the difference between the drop voltage for each bit and Vn is ΔV.
(N). Next, the target resistance value of each bit is calculated as follows. Let R be the resistance value to be aligned, and let ΔR (n) be the adjustment amount for each bit for correcting the variation in the heat generation amount due to the variation in the drive IC drop. In order to keep the calorific value constant, (V−Vn−ΔV (n)) 2 / (R−ΔR (n)) = (V−Vn) 2 / R = const. ... (Equation 1) The amount of adjustment for each bit is obtained using the following equation.
【0011】図2はパルストリミング装置の構成例を示
すブロツク図であって、201は制御装置(コンピュー
タ)、202はトリミングパルスを発生するパルス発生
器、203は抵抗測定器、204は抵抗アレイを順に切
り換えるマルチプレクサリレー、205は抵抗測定とト
リミングパルスの印加を切り換えるためのスイッチ、2
06は測定器(プローバ)、207は調整対象となるサ
ーマルヘッド装置である。なお、レーザートリミング装
置は、図2におけるパルス発生器に替えてレーザー発振
器を備える構成となる。具体的に、8dot/mmの解
像度をもつ厚膜型リフトオフサーマルヘッドを図2に示
した装置を用いて高精度なパルストリミングを施すこと
で図3に示すような結果を得た。図3はパルストリミン
グを施した後の抵抗体アレイの抵抗値の説明図であっ
て、平均抵抗値1000Ωに対して最大で12.8Ωの
抵抗調整が行なわれたことを示している。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a pulse trimming device, wherein 201 is a control device (computer), 202 is a pulse generator for generating a trimming pulse, 203 is a resistance measuring device, and 204 is a resistance array. A multiplexer relay 205 for switching in order; a switch 205 for switching between resistance measurement and application of a trimming pulse;
Reference numeral 06 denotes a measuring device (prober), and reference numeral 207 denotes a thermal head device to be adjusted. Note that the laser trimming apparatus has a configuration including a laser oscillator instead of the pulse generator in FIG. Specifically, a thick film type lift-off thermal head having a resolution of 8 dots / mm was subjected to high-precision pulse trimming using the apparatus shown in FIG. 2 to obtain a result as shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the resistance value of the resistor array after pulse trimming, and shows that the maximum resistance of 12.8 Ω has been adjusted for the average resistance value of 1000 Ω.
【0012】図4は8dot/mmの薄膜型サーマルヘ
ッドを用い抵抗体の抵抗値の調整をレーザトリミングに
より行った結果を示す抵抗特性図であって、上記と同様
に駆動ICの出力毎のムラを解消することができ、良好
な画質を得ることができた。上記の各具体例は抵抗体の
抵抗値をトリミング調整するものであるが、次に抵抗値
の調整を行なう具体例を説明する。図5は発熱部の抵抗
体の幅(主走査方向)を変えて抵抗値の調整を行なった
サーマルヘッドの説明図であって、2−1 ,2−2 ,2
−3 ,・・・2−i ,2−j ,・・・・2−62 ,2−
63 ,2−64 は抵抗体、である。ここでは、8dot
/mmの薄膜型サーマルヘッドの抵抗体の幅を調整して
上記抵抗値になるようにマスクの幅の設計をおこなっ
た。具体的には、従来の線幅100μmに対して100
0Ωであるので、987Ωに設定する抵抗体2−i のと
ころは98.7μmに、988Ωに設定する2−63 の
ところは98.8μmに設計した。その結果、概ね駆動
IC毎のむらを解消することができた。また、8dot
/mmの薄膜型サーマルヘッドの配線の幅を調整して、
配線抵抗のサーマルヘッドがΔR(n)になるように設
計を行なった。計算の基本式には次式を用いた。 Rw=(L/W)×ρ ・・・・・(式2) 但し、Rwは配線抵抗、Lは配線長、Wは配線 幅、
ρはシート抵抗値 具体的には、シート抵抗値5mΩ/□のアルミニウムを
用いて、約12mmの配線をしたので、最大線幅100
μmのときに8Ωの抵抗を持っていた。そこで、上式を
変形して、(式3) W(n)={Rw/(Rw+ΔR(n))}×W ・・・・(式3) 但し、Rw=8Ω W=100μm によりビット毎の配線幅を計算し設計した。FIG. 4 is a resistance characteristic diagram showing the result of adjusting the resistance value of the resistor by laser trimming using an 8 dot / mm thin film type thermal head. Was eliminated, and good image quality was obtained. Each of the above specific examples adjusts the resistance value of the resistor by trimming. Next, a specific example of adjusting the resistance value will be described. FIG. 5 is an explanatory view of a thermal head in which the resistance value is adjusted by changing the width (main scanning direction) of the resistor of the heat generating portion, and includes 2-1, 2-2, and 2
-3, ... 2-i, 2-j, ... 2-62,2-
63 and 2-64 are resistors. Here, 8dot
The width of the mask was designed so as to have the above-mentioned resistance value by adjusting the width of the resistor of the thin film thermal head of / mm. Specifically, the conventional line width of 100 μm is 100
Since it is 0 Ω, the resistor 2-i set to 987 Ω was designed to be 98.7 μm, and the resistor 2-63 set to 988 Ω was designed to be 98.8 μm. As a result, it was possible to substantially eliminate unevenness in each driving IC. Also, 8dot
/ Mm Adjust the width of the thin-film thermal head wiring,
The design was performed such that the thermal head of the wiring resistance was ΔR (n). The following equation was used as the basic equation for the calculation. Rw = (L / W) × ρ (Equation 2) where Rw is the wiring resistance, L is the wiring length, W is the wiring width,
ρ is a sheet resistance value. Specifically, since aluminum having a sheet resistance value of 5 mΩ / □ was used for wiring of about 12 mm, the maximum line width was 100 mm.
It had a resistance of 8Ω at μm. Therefore, by transforming the above equation, (Equation 3) W (n) = {Rw / (Rw + ΔR (n))} × W (Equation 3) where Rw = 8Ω W = 100 μm The wiring width was calculated and designed.
【0013】図6は個別電極の主走査方向の幅をトリミ
ングして発熱部の発熱量を調整したサーマルヘッドの説
明図であって、4−1 ,4−2 ,4−3 ,・・・・4−
i ,4−j ・・・4−62 ,4−63 ,4−64 は各個
別電極である。この場合は、電極4−i ,4−j の幅は
38μm、電極4−62 〜4−64 の幅は42μmにな
り、同図に示すように最少線幅は38μmになった。FIG. 6 is an explanatory view of a thermal head in which the width of the individual electrodes in the main scanning direction is trimmed to adjust the amount of heat generated by the heat generating section. 4-1, 4-2, 4-3,.・ 4-
i, 4-j ... 4-62, 4-63, 4-64 are individual electrodes. In this case, the width of the electrodes 4-i and 4-j was 38 [mu] m, the width of the electrodes 4-62 to 4-64 was 42 [mu] m, and the minimum line width was 38 [mu] m as shown in FIG.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明によるサーマ
ルヘッド装置は、駆動回路(IC等)の内部抵抗のばら
つきが大きくてもサーマルヘッドの各抵抗素子の発熱量
を一定にし、均一なドット形状を印字することができ
る。ちなみに、本発明のサーマルヘッド装置を昇華型プ
リンタに設置して記録したところ、従来のサーマルヘッ
ド装置では駆動ICの内部抵抗のムラに起因して32階
調以上の多階調記録が不可能であったのに比べ、256
階調までムラのない良好な記録が得られた。As described above, in the thermal head device according to the present invention, even if the internal resistance of the driving circuit (IC or the like) varies greatly, the heating value of each resistance element of the thermal head is kept constant, and the uniform dot shape is obtained. Can be printed. Incidentally, when the thermal head device of the present invention was installed in a sublimation printer and recorded, it was impossible to perform multi-gradation recording of 32 or more gradations with the conventional thermal head device due to unevenness in the internal resistance of the drive IC. 256
Good recording without unevenness up to the gradation was obtained.
【図1】 本発明によるサーマルヘッド装置を得るため
の駆動ICドロップ測定装置の1例を説明するブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a drive IC drop measuring device for obtaining a thermal head device according to the present invention.
【図2】 パルストリミング装置の構成例を示すブロツ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a pulse trimming device.
【図3】 パルストリミングを施した後の抵抗体アレイ
の抵抗値の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a resistance value of a resistor array after pulse trimming is performed.
【図4】 8dot/mmの薄膜型サーマルヘッドを用
い抵抗体の抵抗値の調整をレーザトリミングにより行っ
た結果を示す抵抗特性図である。FIG. 4 is a resistance characteristic diagram showing a result of adjusting a resistance value of a resistor by laser trimming using an 8 dot / mm thin film type thermal head.
【図5】 発熱部の抵抗体の幅(主走査方向)を変えて
抵抗値の調整を行なったサーマルヘッドの説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram of a thermal head in which the resistance value is adjusted by changing the width (main scanning direction) of a resistor of a heating unit.
【図6】 個別電極の主走査方向の幅をトリミングして
発熱部の発熱量を調整したサーマルヘッドの説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of a thermal head in which a width of an individual electrode in a main scanning direction is trimmed to adjust a heat generation amount of a heat generation unit.
【図7】 ヘッド基板の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a head substrate.
【図8】 サーマルヘッド装置の側面図である。FIG. 8 is a side view of the thermal head device.
【図9】 サーマルヘッドの上面図である。FIG. 9 is a top view of the thermal head.
【図10】 サーマルヘッドを製造する従来の工程図で
ある。FIG. 10 is a conventional process diagram for manufacturing a thermal head.
【図11】 完成したサーマルヘッド装置の側断面図で
ある。FIG. 11 is a side sectional view of the completed thermal head device.
【図12】 サーマルヘッド駆動用の駆動ICの端子の
位置関係の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a positional relationship between terminals of a driving IC for driving a thermal head.
【図13】 図12に示した駆動ICの各出力パッドの
出力電圧のドロップの測定値の一例の説明図である。13 is an explanatory diagram of an example of a measured value of a drop of an output voltage of each output pad of the drive IC shown in FIG.
1・・・・絶縁基板、2・・・・抵抗体、3・・・・共
通電極、4・・・・個別電極、5・・・・オーバーグレ
ーズ層、6・・・・放熱基板、7・・・・駆動IC、8
・・・・ボンデイングワイヤー、9・・・・コネクタ、
20・・・・サーマルヘッド、70・・・・駆動IC、
80・・・・オシロスコープ、90・・・・パルス発生
器、100・・・・プローブ。1 ... insulating substrate, 2 ... resistor, 3 ... common electrode, 4 ... individual electrode, 5 ... overglaze layer, 6 ... heat dissipation substrate, 7 .... Drive IC, 8
.... Bonding wire, 9 ... Connector,
20 ··· thermal head, 70 ··· drive IC,
80 ... oscilloscope, 90 ... pulse generator, 100 ... probe.
フロントページの続き (72)発明者 白附 好之 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平2−263663(JP,A) 特開 昭63−141765(JP,A) 特開 昭60−171178(JP,A) 特開 平4−168058(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/35 H01C 17/242 Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiyuki Shiratsuke 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. Ebina Works (56) References JP-A-2-263666 (JP, A) JP-A-63-141765 (JP, A) JP-A-60-171178 (JP, A) JP-A-4-168058 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/35 H01C 17 / 242
Claims (1)
発熱部と、前記複数の各発熱部の一端部に接続された共
通電極と、前記複数の発熱部の他端部にそれぞれ接続さ
れた複数の個別電極とを有するサーマルヘッド部と、上
記複数の各個別電極に接続された出力端子を有する駆動
ICとを放熱基板上に搭載したサーマルヘッド装置にお
いて、 上記サーマルヘッド部の上記発熱部の発熱量を上記駆動
ICの出力端子毎に存在する電圧ドロップ量に応じて設
定したことを特徴とするサーマルヘッド装置。A plurality of heat generating portions each including a plurality of resistance elements; a common electrode connected to one end of each of the plurality of heat generating portions; and a common electrode connected to the other end of each of the plurality of heat generating portions. In a thermal head device in which a thermal head unit having a plurality of individual electrodes and a drive IC having an output terminal connected to each of the plurality of individual electrodes are mounted on a heat dissipation board, the thermal head unit of the thermal head unit A thermal head device wherein a heat generation amount is set according to a voltage drop amount present for each output terminal of the drive IC.
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---|---|---|---|
JP03081216A JP3106533B2 (en) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Thermal head device |
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---|---|---|---|
JP03081216A JP3106533B2 (en) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Thermal head device |
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- 1991-03-22 JP JP03081216A patent/JP3106533B2/en not_active Expired - Fee Related
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