JPH01120363A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は厚膜形サーマルヘッドの製造方法、特にその
発熱抵抗体の抵抗値の均一化に関するものである。

〔従来の技術〕

厚膜形のサーマルヘッドは、ペースト状の抵抗材料をス
クリーン印刷法等によって所定のパターンに印刷し、そ
の後焼成することで発熱抵抗体を形成している。そのた
め、厚膜形のサーマルヘッドは比較的短い製造工程によ
って安価に製造できる反面、発熱抵抗体の抵抗値のばら
つきが大きくなる欠点がある。

この発熱抵抗体の抵抗値のばらつきは印字等の質に直接
影響を及ぼすものであるため、厚膜形のサーマルヘッド
の製造においては発熱・抵抗体の抵抗値の均一化は極め
て重要なファクタである２この発熱抵抗体の抵抗値の均
一化としては、発熱抵抗体形性後、各発熱抵抗体に個別
に比較的高圧の電圧パルスを印加すると、その抵抗値が
低下するという現象を利用したトリミング処理がある。

第４図は例えば特開昭６１−８３０５３号公報に示され
た従来のサーマルヘッドの製造方法を示すフローチャー
トである０図において、ＳＴＩは初期設定のステップ、
ＳＴ２は前記ステップＳＴＩに続くプローバ及びスイッ
チングのステップ、ＳＴ３は前記ステップ２に続く電圧
パルス印加のステップ、ＳＴ４は前記ステップＳＴ３に
続く抵抗値測定のステップ、ＳＴ５は前記ステップＳＴ
４に続く前回データとの比較のステップ、ＳＴ６は前記
ステツ７”ＳＴ　５に続く抵抗値減少検出のステップ、
ＳＴ７は前記ステップＳＴ６に続くトリミングの全ドツ
ト終了検出のステップ、ＳＴ８は前記ステップＳＴ５よ
り分岐したりプローブのステップ、ＳＴ９は前記ステッ
プＳＴ６より分岐した電圧パルスの電圧調整のステップ
であり、前記ステップＳＴ７の分岐からはステップＳＴ
２へ、ステップＳＴ８からはステップＳＴ４へ、ステッ
プＳＴ９からはステップＳＴ３へ、それぞれ処理が戻さ
れる。

次に動作について説明する。まず、ステップＳＴ１にお
いて、トリミングする発熱抵抗体に加える電圧パルスの
初期値、トリミングの目標値等の初期条件が設定される
０次に、ステップＳＴ２において、サーマルヘッドにブ
ロービングし、トリミングするドツトを選択してその発
熱抵抗体を電圧パルス発生手段に接続し、ステップＳＴ
３で前記ステップ１で設定された初期値の電圧パルスを
印加する１次にステップＳＴ４でその発熱抵抗体の抵抗
値を測定し、ステップＳＴ５において抵抗値か減少した
か否かを識別し、していなけれ、ばプローブの接触不良
とみなしてステップＳＴ８にてブロービングをやり直し
、ステップＳＴ４に、戻って再度抵抗値の測定を行なう
、抵抗値が減少していればステップＳＴ６にてステップ
ＳＴＩで設定されたトリミングの目標値と比較し、目標
値より小さくなっていなければ、ステップＳＴ９にて電
圧パルスの電圧値をΔＶだけ上昇させてステップＳＴ３
に戻り、電圧パルスの再印加を行なう。この処理はその
発熱抵抗体の抵抗値が前記目標値より小さくなるまで繰
返され、目標値より小さくなればそのドツトの発熱抵抗
体のトリミングを終了してステップＳＴ７へ移る。ステ
ップＳＴ７では全ドツトのトリミングが終了したか否か
を識別しており、全ドツトのトリミングが終了していな
ければ処理をステップＳＴ２へ戻す、ステップＳＴ２で
は新たなドツトが選択されてその発熱抵抗体が電圧パル
ス発生手段に接続され、同様の処理が全ドツトのトリミ
ング終了まで繰返される。

第５図はこの発熱抵抗体の抵抗値の減少を示す線図であ
り、トリミング前にはＲ＋　、Ｒ２、Ｒｓと大きくばら
ついていた抵抗値が、目標値Ｒ０よりわずかに低い、狭
い範囲内に均一化される。

図において、■、は前記電圧パルスの初期値であり、電
圧パルスの印加によって発熱抵抗体の抵抗値が減少をは
じめる境界電圧が通常２５Ｖ近傍にあるため例えば２５
Ｖに設定されている。

また、ΔＶはステップＳＴ９による電圧パルスの電圧値
の増し分であり、発熱抵抗体の抵抗値が減少し過ぎない
ように例えば２．５Ｖに設定して除々に抵抗値を減少さ
せている。

上記従来のサーマルヘッド製造方法は以上のように構成
されているので、１ドツトの発熱抵抗体のトリミングに
は２０〜３０回の電圧パルスの印加、及び抵抗値の測定
をしなければならず、発熱抵抗体の抵抗値の均一化には
多大な時間を要するという゛問題点があった。

そこで、本出願人は先に発熱抵抗体の抵抗値の均一化に
多大の時間を必要とすることのないサーマルヘッドの製
造方法を提案した。

第６図はこのサーマルヘッドの製造方法を示すフローチ
ャートである。第６図において、５Ｔ１１は初期設定の
ステップ、５Ｔ１２は前記ステップ５ＴＩＩに続くサン
プルの抵抗変化測定のステップ、５Ｔ１３は前記ステッ
プ５Ｔ１２に続くトリミング定数α、β算出のステップ
、５Ｔ１４は前記ステップ５Ｔ１３に続くトリミング定
数α、βの検出のステップ、５Ｔ１５は前記ステップ５
Ｔ１４に続く抵抗値降下曲線近似のステップ、５Ｔ１６
は前記ステラ７ＳＴ１５に続く抵抗値測定のステップ、
５Ｔ１７は前記ステップ５Ｔ１６に続く印加電圧決定の
ステップ、５Ｔ１８は前記ステップ５Ｔ１７に続く電圧
パルス印加のステップ、５Ｔ１９は前記ステップ５Ｔ１
８に続くトリミングの全ドツト終了検出のステップ、５
Ｔ２０は前記ステップ５Ｔ１４から分岐した別サンプル
の選定のステップであり、前記ステップ５Ｔ１９の分岐
からはステップ５Ｔ１６へ、ステップ５Ｔ２０からはス
テップ５Ｔ１２へ、それぞれ処理が戻される。

第７図はこのサーマルヘッドの製造方法を実施する装置
の一例を示すブロツク図であり、図において、１はトリ
ミング処理が行なわれるサーマルヘッド、２はこのサー
マルヘッド１の各発熱抵抗体の端子にプローブを押し当
てるブロービング装置、３は１０−ビング装置２に接続
されて前記発熱抵抗体の選択を行なうリレー網、４はリ
レー網３に接続されて電圧パルスの印加と抵抗値の測定
とを切り換えるスイッチ、５はスイッチ４の一方に接続
されて指定された電圧値の電圧パルスを送出するパルス
発生器、６はスイッチ４の他方に接続された抵抗計、７
は入出力部８、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）９
、メモリ１０、キーボード１１弊を備えて、前記諸装置
の制御を行なうとともに所要の演算処理を行なう制御演
算部、１２はこの制御演算部７に接続されたプリンタで
ある。

次に動作について説明する。第８図は前記抵抗値降下曲
線の一例を示す線図であり、図中の実線Ｙがその抵抗値
降下曲線で、横軸には電圧パルスによる印加電圧値Ｖが
、縦軸には電圧パルス印加による発熱抵抗体の抵抗変化
率ΔＲが目盛られている。

実験の結果、第５図の縦軸を抵抗変化率にして、初期の
抵抗値から何％降下したかをプロットすると、第８図に
破線で示す如く、初期の抵抗値には関係なくほぼ一定の
曲線Ｙ上をたどり、その曲線Ｙは（１）式で近似できる
ことかわかった。

なお、（１）式中、Ｒｏは発熱抵抗体の初期の抵抗値、
ｖｏは抵抗値に変化か現われはじめる印加電圧の境界値
、ΔＶは印加電圧の変化ステップ、α、βはサーマルヘ
ッドの構造、ドツト密度等で決まるトリミング定数であ
る。

また、このトリミング定数α、βの相互の関係は、第９
図に示すように、横軸にα、縦軸にβを目盛ってプロッ
トすると、はぼ一定の曲線Ｚ上をたどり、その曲線Ｚは
（２）式で近似できる双曲線であることがわかった。

β＝１・α−１・・・（２） なお、（２）式中、１１ｍはドツト密度に関係なく一定
の値をとる定数である。

さらに、別の実験の結果、所定の電圧値の電圧パルスを
１回だけ印加した場合の抵抗減少率は、第８図の如く電
圧値を暫増させながら何回も電圧パルスを印加した場合
の同一電圧値のそれと同等の値を示すこともわかった。

まず、ステップ１１で初期設定が行なわれ、次いでステ
ップ１２でサンプルの抵抗変化測定が行なわれる。即ち
、リレー網３を制御してサーマルヘッド１のサンプルと
して指定されたドツトの発熱抵抗体を選択し、スイッチ
４を切り換えて抵抗計６へ接続して抵抗値を測定し、そ
の測定値を制御演算部７へ送り、制御演算部７のＣＰＵ
９はこれをメモリ１０へ格納する。

次にスイッチ４を切り換えてパルス発生器５より所定の
電圧値の電圧パルスを前記抵抗発熱体に印加する。ここ
で、この電圧パルスは例えば幅が２μｓｅｃのパルスが
１５個周期５０μｓｅｃで連続するパルス列である。

次に、再度スイッチ４を切り換えて、この電圧パルスが
印加された発熱抵抗体を抵抗計６に接続して抵抗値を測
定し、制御演算部７へ送る。制御演算部７のＣＰＵ９は
それを印加した電圧パルスの電圧値とともにメモリ１０
に格納する。

以下、同様にして、電圧パルスの電圧値を適宜上昇させ
ながらこれらの処理を繰遅す。この処理は少くとも３回
繰返して実行され、リレー網３を切り換えていくつかの
サンプルについて実行される。

次に、ステップ５Ｔ１３において、このようにして測定
された抵抗変化に基づいて抵抗値降下曲線の近似のため
のトリミング定数α、βの算出が行なわれる。即ち、制
御演算部７のＣＰＵ９はメモリ１０に格納しておいた抵
抗変化から、電圧パルスによる各印加電圧における抵抗
変化率ΔＲ＝（Ｒ−ＲＯ＞／ＲＯを求め、これを前記（
１）式に代入する。これによって各サングル毎にそれぞ
れα、β、Ｖ６を未知数とする方程式を作成してこれを
解く、ここで、三つの未知数に対して四つ以上の方程式
がある場合にはこれを統計的に処理して解を得る。得ら
れた解はさらに各サンプル間で統計的に処理されて、印
加電圧の境界ｆｉｆｆ　ｖ　ｏとともに所望のトリミン
グ定数をα、βが得られる。

このようにして得られたトリミング定数α、βは、次に
ステップ５Ｔ１４において、（２）式の関係からのずれ
が検出される。即ち、第９図に点へで示す如く、ずれが
一定の範囲、例えば同図にハヅチングを施した±５％の
領域をはずれた場合には誤測定とみなして、ステップ５
Ｔ１２による抵抗値変化の測定をやり直す。その場合、
ステップ５Ｔ２０によって以前に電圧パルスが印加され
たことのないドツトが新しいサンプルとして選択される
。

第９図に点Ｂで示す如く、ずれが一定の範囲内である場
合には、当該トリミング定数α、βはステップ５Ｔ１５
にて印加電圧の境界値Ｖ。とともに（１）式に代入され
て、抵抗変化率ΔＲと印加電圧Ｖとの関係を示す抵抗値
降下曲線が近似される。

これで準備段階を終了してステップ５Ｔ１６よりトリミ
ングの処理に入る。まず、ステップ５Ｔ１６において、
リレー網３でトリミングを実施するドツトを選択し、ス
イッチによってこれを抵抗計６に接続してその抵抗値を
測定する。

次に、ステップ５Ｔ１７ではＣＰＵ９によって、得られ
た抵抗値を目標値まで降下させるための抵抗変化率ΔＲ
ｎが算出され、さらに前述の抵抗値降下曲線Ｙを用いて
電圧パルスの印加電圧Ｖｎを決定する。

その様子は第８図に示され、具体的には前記α、゛β、
Ｖ０が代入された関係式に前記抵抗変化率ΔＲｎを代入
して印加電圧Ｖｎを算出する。得られた印加電圧Ｖｎは
制御演算部７よりパルス発生器５へ送られる。

ステップ５Ｔ１８でスイッチ４が切り換えられると、パ
ルス発生器５からは電圧Ｖｎの電圧パルスが送出され、
トリミングを実施するドツトの発熱抵抗体に印加される
。これによって当該発熱抵抗体の抵抗値は目標値に近い
値に降下する。以下ステップ５Ｔ１９が全ドツトのトリ
ミングの終了を検出するまで、ステップ５Ｔ１６以後の
処理が繰返される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のサーマルヘッド製造方法は以上のように行なわれ
ているので、抵抗体の物性的な違いによって、前記（１
）式で決定された電圧値の電圧パルス印加によって降下
する抵抗値が目標値とずれるという場合か起こっていた
。

また、１台のサーマルヘッド内でも抵抗体の場所によっ
て降下曲線に差がみちれる場合があり、１台中でも場所
によって得られた抵抗値が目標とずれるという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解ｉｊ１するためにな
されたもので、抵抗体の物性等による違いに左右される
ことなく、発熱抵抗体の抵抗値を高速かつ正確に目標値
にトリミングし、均一化するサーマルヘッドの製造方法
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、サングル
の抵抗変化測定により求めた抵抗値降下曲線の近似式を
用いて、実際に適当な数の発熱抵抗体に電圧パルスを印
加し、この電圧パルスの印加による発熱抵抗体の抵抗値
降下が規定領域から外れているときは、その降下した抵
抗値によって前記抵抗値降下曲線の近似式を更新するよ
うにしたものである。

〔作用〕

この発明におけるサーマルヘッドの製造方法は、サンプ
ルの抵抗変化測定により求めた抵抗値降下曲線の近似式
を、実際のトリミング結果により適時補正し更新してい
くことにより、１回ずつのパルス印加で全ドツトの抵抗
値を目標値近傍に正確に降下させることを可能とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。前記
第６図と同一部分に同一符号を付した第１図において、
５Ｔ２１はステップ５Ｔ１２に続く抵抗値降下曲線近似
のステップ、５Ｔ２２はステップ５Ｔ２１に続く近似式
を用いて実際に数ドツトのテストトリミングを行なうテ
ストパルス印加のステップ、５Ｔ２３はステップ５Ｔ２
２に続く近似式検定のステップ、５Ｔ２４はステップ５
７２３に続く近似式補正のステップであり、このステッ
プ５Ｔ２４からはステップ５Ｔ１６へ、ステップ５Ｔ１
９からはステップ５Ｔ１６へ、それぞれ処理が移行する
。

次に動作について説明する。まず、ステップ５Ｔ１１で
初期設定が行なわれ、次いでステップ５Ｔ１２でサンプ
ルの抵抗変化測定が行なわれる。

これにより、低い電圧から順に適当なΔ■ずつ電圧を上
げて印加していき、ステップ５Ｔ２１で第８図のような
抵抗値の降下曲線を得る。そして、前記（１）式のα、
βを算出し、近似式を求める。

これが前記第８図におけるＹで示した曲線である。

次にステップ５Ｔ２２で数ドツトの抵抗体に対してテス
ト的にトリミングを行なう、つまり、各ドツトの初期抵
抗値を測定し、これにより近似式を用いて、抵抗値を目
標値に降下させるのに適した印加電圧値を算出し、この
算出された電圧値のパルスを１回だけ印加し、そのパル
ス印加後の抵抗値を測定する。

次にステップ５Ｔ２３ではステップ５Ｔ２２で得られた
抵抗値から近似式（１）の検定を行なう。

第８図に示すように近似式に対して適当な許容範囲を定
め（製品スペック等から決定する。ここでは±１０％と
する）、その領域Ａに入っていれば近似式は適切である
と判断し、ステップ５Ｔ１６へ移り、以降従来例同様全
ドツトのトリミングを行なっていく。

もし、ステップＳ　’！”　２２で得られたデータが領
域Ａに入っていなければ、近似式と実際の１回のパルス
印加でトリミングする場合とではずれがあると判断し、
ステップ５Ｔ２４へ移り近似式の補正を行なう。

以下に補正の一例について述べる。まず、ステップ５Ｔ
２４で得られたトリミング後の抵抗値の平均πを求める
（平均の信頼性が得られるように、テストトリミングの
ドツト数を決定する）。

近似式が適切でないということは、抵抗値の平均πと目
標値Ｒ０に誤差が生じているということである。つまり
、各ドツトのトリミング後の抵抗値がπ−Ｒ０分だけ更
に低く（高く）なればよいわけであり、これは、目標値
をπ−Ｒ０だけ低く（高く）する。

つまりＲｏ−（Ｈ，−ＲＯ）＝２Ｒｏ　−Ｒを目標値と
考えることにより、実際の抵抗値の平均πをＲ０近傍に
補正することが可能である。

従って、前記近似式（１）は以下のように補正できる。

この補正を行なった後、ステップ５Ｔ１６へ移り以降前
述同様全ドツトのトリミングを行なう。

この補正は近似的な補正であるが、もともと各ドツトの
トリミングのバラツキ等もあり実用上問題なく、また、
演算処理も簡単である。

なお、上記実施例では近似式の補正を実際の全ドツトの
トリミングを行なう前に行なったものを示したが、第２
図は最良モードとしてこの補正を適時性なう場合のこの
発明の第２実施例を示す。

例えばサーマルヘッド１台の全ドツトを適当な数のブロ
ックに分け、ステップ５Ｔ２５で各ブロックの終了毎に
抵抗値の平均πを求め、初期の抵抗値Ｒ０とずれがある
なら、ステップＳ　Ｔ　２６で前記近似式（１）の補正
を行ない、常に［目標値との誤差を補正する。

また、第３図はこの発明の第３の実施例を示すフローチ
ャートであり、この実施例ではステップ５Ｔ２２で近似
式の検定を行ない、近似式が適切でないと判断されたら
、ステップＳ　’Ｉ’　２０で補正ではなく別のサンプ
ルを選択し、再度ステップ５Ｔ１２へ戻り、ステップ５
Ｔ１２からの動作を繰り返してサンプルの抵抗変化測定
を行ない、新たに近似式を求める。適切な近似式が求ま
るまでこの処理を繰り返す。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、発熱抵抗体の抵抗値
を目標値に降下させるために印加すべき電圧を決定する
近似式をテスト的なトリミングで検定し補正するように
したので、発熱抵抗体の物性的なバラツキ等に影響され
ず、該発熱抵抗体の抵抗値を高速かつ正確に目標値にト
リミングすることができる。また、１台中の場所によっ
て発熱抵抗体の特性が違っていても、この発熱抵抗体の
抵抗値を正確かつ均一に目標値にトリミングすることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるサーマルヘッドの製
造方法を示すフローチャート、第２図はこの発明の第２
の実施例（ｉ良モード）を示すフローチャート、第３図
はこの発明の第３の実施例を示すフローチャート、第４
図は従来のサーマルヘッドの製造方法を示すフローチャ
ート、第５図はその発熱抵抗体の抵抗値の減少を示す説
明図、第６図は本出願人が先に提案したサーマルヘッド
の製造方法を示すフローチャート、第７図はその製造方
法を実施するための装置の一例を示すブロック図、第８
図は抵抗値降下曲線の一例を示す説明図、第９図はトリ
ミング定数αとβの相互の関係を示す説明図である。 １はサーマルヘッド、２はプロービング装置、３はリレ
ー網、４はスイッチ、５はパルス発生器、６は抵抗計、
７は制御演算部。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第ＳｒＩ！Ｊ 第５図 第７図 ｉ 翼°餉刻＋＋甑 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱抵抗体を備えたサーマルヘッドの前記
   発熱抵抗体の各々に電圧パルスを印加し、その抵抗値を
   降下させて均一化するサーマルヘッドの製造方法におい
   て、前記発熱抵抗体中からサンプルを選び、電圧値の異
   なる電圧パルスを低圧のものから順次、前記サンプルと
   して選ばれた発熱抵抗体に印加して、印加電圧と抵抗変
   化の関係を示す抵抗値降下曲線の近似式を求め、この近
   似式により前記各発熱抵抗体へ印加するテストパルスの
   電圧値を当該発熱抵抗体の初期の抵抗値に基づいて決定
   し、この決定された電圧値のテストパルスを前記発熱抵
   抗体に印加し、このテストパルスの印加により降下した
   前記発熱抵抗体の抵抗値で前記近似式の良否を検定し、
   この近似式が良であれば該近似式で前記発熱抵抗体に印
   加すべき電圧パルスの電圧値を決定し、前記近似式が否
   であれば前記テストパルス印加で降下した抵抗値で該近
   似式を補正するか若しくは前記発熱抵抗体中から別のサ
   ンプルを選択して前記検定を繰返すことを特徴とするサ
   ーマルヘッドの製造方法。
2. （２）サーマルヘッドの全ての発熱抵抗体を適当な数の
   ブロックに分け、その各ブロックごとに近似式の補正を
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   のサーマルヘッドの製造方法