JPH0229508B2 - - Google Patents

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JPH0229508B2
JPH0229508B2 JP60017790A JP1779085A JPH0229508B2 JP H0229508 B2 JPH0229508 B2 JP H0229508B2 JP 60017790 A JP60017790 A JP 60017790A JP 1779085 A JP1779085 A JP 1779085A JP H0229508 B2 JPH0229508 B2 JP H0229508B2
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JP
Japan
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resistance value
resistor
value
pulse
resistance
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Application number
JP60017790A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6183062A (en
Inventor
Tetsunori Sawae
Hiromi Yamashita
Takafumi Endo
Kohei Katayama
Yukio Murata
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0229508B2 publication Critical patent/JPH0229508B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主としてフアクシミリやプリンタ等に
使用されているサーマルヘツドの製造装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus for manufacturing thermal heads mainly used in facsimiles, printers, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現像、定着の必要がなく、無騒音、メインテナ
ンフリーであり信頼性の高いサーマルヘツドが感
熱記録紙の性能向上とともに普及している。感熱
記録は、基板上に設けた抵抗体に記録電流を印加
し、抵抗体に流れた電流により生ずるジユール熱
を利用して抵抗体上に接する感熱紙を発色させた
り、熱転写紙のインク層を溶融させ被転写紙に記
録信号情報を印字記録する技術である。
Thermal heads, which do not require development or fixing, are noiseless, maintenance-free, and highly reliable, are becoming popular as the performance of thermal recording paper improves. In thermal recording, a recording current is applied to a resistor provided on a substrate, and the heat generated by the current flowing through the resistor is used to color the thermal paper in contact with the resistor, or to color the ink layer of thermal transfer paper. This is a technology that prints and records recording signal information on transfer paper by melting it.

サーマルヘツドの一般構造を第9図に示す。サ
ーマルヘツドは絶縁基板1上にAl、Au、Cu等の
良電気導体材料を成膜技術により構成したリード
部2とそれに両端を接続した膜状のエレメント抵
抗体3との全体で発熱素子を構成する。絶縁基板
1の材料にはアルミナセラミツク基板又はグレー
ズ層付アルミナセラミツク基体を使用する事が多
い。エレメント抵抗体3の材料として薄膜方式の
場合はTa2N.Ta−SiO2、Ta−Si、Ni−CuTi2O2
等の材料が用いられる。
The general structure of the thermal head is shown in FIG. The thermal head consists of a heating element consisting of a lead part 2 made of a good electrical conductor material such as Al, Au, Cu, etc. by film-forming technology on an insulating substrate 1, and a film-like element resistor 3 connected to both ends of the lead part 2. do. As the material of the insulating substrate 1, an alumina ceramic substrate or an alumina ceramic substrate with a glaze layer is often used. In the case of a thin film method, the material for the element resistor 3 is Ta 2 N.Ta-SiO 2 , Ta-Si, Ni-CuTi 2 O 2
Materials such as

又、厚膜方式の場合はRu2O、PtO等の貴金属
酸化物をガラス材と混合して塗布して焼結する。
In the case of a thick film method, a noble metal oxide such as Ru 2 O or PtO is mixed with a glass material, coated, and sintered.

図示しないが、エレメント抵抗体3を形成した
後、これを保護するためのガラス膜を焼成する。
Although not shown, after forming the element resistor 3, a glass film for protecting it is fired.

このサーマルヘツドのリード部両端に一定の電
圧を一定時間印加した場合、ジユール熱により抵
抗体部に熱が発生する。この熱は第10図の様に
構成する記録装置のA部分で感熱紙5に伝達さ
れ、感熱紙5が発色してその表面に印画される。
なお、第10図において、第9図と同一符号は相
当部分を示す。Pはロール4の押圧方向を示す。
When a constant voltage is applied to both ends of the lead portion of this thermal head for a certain period of time, heat is generated in the resistor portion due to Joule heat. This heat is transferred to the thermal paper 5 in the section A of the recording apparatus constructed as shown in FIG. 10, and the thermal paper 5 develops color and is printed on its surface.
Note that in FIG. 10, the same symbols as in FIG. 9 indicate corresponding parts. P indicates the pressing direction of the roll 4.

一般に、例えばフアクシミリ用のサーマルヘツ
ドは、発熱抵抗体として、1ヘツド当り約2000個
の抵抗体が独立して並列に設けられている。これ
らの発熱抵抗体は、そのジユール熱により表面温
度が、250℃〜600℃程度まで加熱され、この温度
に到達させるに等しい印加エネルギーは、サーマ
ルヘツド各々の解像度による異なるが約0.2mJ
(ジユール)〜2mJが必要とされる。
Generally, in a thermal head for facsimile, for example, about 2000 resistors are independently arranged in parallel as heating resistors per head. The surface temperature of these heating resistors is heated to about 250°C to 600°C due to the heat generated by the unit, and the applied energy equivalent to reaching this temperature is approximately 0.2 mJ, although it varies depending on the resolution of each thermal head.
(joule) ~2 mJ is required.

従来よりこのサーマルヘツドには、抵抗体の製
造プロセスおよびその材料の違いにより、厚膜形
と薄膜形および半導体形があつた。厚膜形はペー
スト状の抵抗材料を用いて、あらかじめ所望とす
るパターンをスクリーンやフオトレジスト膜に形
成しておき、スクリーン印刷技術により抵抗材料
を印刷、又は埋込み、後工程として焼成すること
で発熱抵抗体が形成される。薄膜形は主としてタ
ンタル系材料を蒸着又はスパツタリングし、あら
かじめ抵抗体となりうる基本パターンを形成し、
その後フオトエツチングにより所望パターンの独
立した抵抗体に仕上げる。半導体形はたとえばシ
りコン基材の一部に抵抗拡散を行い、抵抗体を形
成しP−N接合面の発熱を利用するもので半導体
製造工程とほぼ同一手段を用いる。
Conventionally, this thermal head has been available in thick film type, thin film type, and semiconductor type, depending on the manufacturing process and material of the resistor. For the thick film type, a desired pattern is formed in advance on a screen or photoresist film using a paste-like resistive material, and the resistive material is printed or embedded using screen printing technology and is fired as a post-process to generate heat. A resistor is formed. The thin film type is mainly made by vapor depositing or sputtering tantalum-based materials to form a basic pattern that can be used as a resistor in advance.
After that, photoetching is performed to finish the desired pattern of independent resistors. In the semiconductor type, for example, resistance is diffused in a part of a silicon base material to form a resistor and heat generated at the P-N junction surface is utilized, and almost the same means as in the semiconductor manufacturing process is used.

以上3種の製造方法のうち実用化が実施されて
いるのは厚膜形と薄膜形である。ところで薄膜形
は、その製造工程は多大であるが、発熱抵抗体の
抵抗値のばらつきは少なく微細パターンが形成で
きるという大きな利点を持つている。反面厚膜形
は比較的短い製造工程によつて安価に製造可能で
あるが、発熱抵抗体の抵抗値のばらつきが大きい
という重大な欠点を持ち合わせていた。感熱記録
は抵抗体の抵抗値により決定され、発生するジユ
ール熱を利用するため、抵抗値のばらつきは当然
その上に印字される画質の濃度むらの原因にな
る。
Of the above three manufacturing methods, the ones that have been put into practical use are the thick film type and the thin film type. By the way, the thin film type has the great advantage that although the manufacturing process is extensive, there is little variation in the resistance value of the heating resistor and a fine pattern can be formed. On the other hand, the thick film type can be manufactured at low cost through a relatively short manufacturing process, but it has the serious drawback of large variations in the resistance value of the heating resistor. Since thermosensitive recording is determined by the resistance value of a resistor and utilizes the generated Joule heat, variations in resistance value naturally cause density unevenness in the image quality printed thereon.

第11図はサーマルヘツドを構成する各エレメ
ント抵抗体の抵抗値R1、R2、……、Rnの一例を
示す。
FIG. 11 shows an example of the resistance values R 1 , R 2 , . . . , Rn of each element resistor constituting the thermal head.

通常薄膜形の抵抗値ばらつきは、±5%〜±15
%以内に比較的均一化されているのに対し、厚膜
形は±15%〜±30%にまでばらついており、薄膜
形より劣つているのに一主流を成しているのは、
過負荷電力、耐摩耗性に代表される信頼性の良さ
と低コストという大きな利点を持ち合わせている
故である。
Normally, the resistance value variation of thin film type is ±5% to ±15
%, whereas the thick film type has a variation of ±15% to ±30%, and although it is inferior to the thin film type, it is still the mainstream.
This is because it has the great advantages of high reliability, typified by overload power and wear resistance, and low cost.

厚膜形でも最近は、微細パターンの形成は薄膜
形の劣らず作成することが可能となつた。たとえ
ば導体のパターンの形成においては、印刷膜厚
は、従来3μm以上必要とされていたが、3000Å
以下の導体膜厚でも構成できる。これによる利点
はフオトエツチング時のエツチングフアクターが
従来20μmを要したのに比べ、薄膜形と同程度、
即ちほぼ零のエツチングフアクタとなることがあ
げられる。
Recently, it has become possible to form fine patterns with thick film types as well as with thin film types. For example, in the formation of conductor patterns, the printing film thickness was conventionally required to be 3 μm or more, but 3000 Å
It can also be configured with the following conductor film thickness. The advantage of this is that the etching factor during photoetching is about the same as that of the thin film type, compared to the conventional 20 μm.
In other words, the etching factor is approximately zero.

一方、厚膜形の抵抗値のばらつきの改善に関し
ては、メツシユスクリーンやメタルマスクスクリ
ーンの改良など従来のスクリーン印刷技術の向上
のほかに、たとえば特公昭59−22675号公報に記
載にされてある厚膜抵抗体のフオトエツチング
や、特公昭57−18506号公報に記載されてある厚
膜抵抗体をフオトレジストパターンに埋込む方法
や特開昭54−99443号公報に記載してある厚膜抵
抗体の表面研磨処理をする方法等がある。さらに
特開昭55−47597号公報には薄膜導体に厚膜抵抗
を印刷したものが記載されている。
On the other hand, regarding improvement of the variation in resistance value of thick film type, in addition to improvement of conventional screen printing technology such as improvement of mesh screen and metal mask screen, there is also a method described in Japanese Patent Publication No. 59-22675. Photoetching of a thick film resistor, method of embedding a thick film resistor in a photoresist pattern described in Japanese Patent Publication No. 57-18506, and method of embedding a thick film resistor in a photoresist pattern as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 54-99443. There are methods such as polishing the surface of the body. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-47597 describes a thin film conductor with a thick film resistor printed thereon.

しかし、これらの方法は抵抗体の形状を変化さ
せるか、若しくは複雑な構成によるものであり、
微小な多数の抵抗体からなるサーマルヘツドに対
しては採用し難いものである。
However, these methods require changing the shape of the resistor or using a complicated configuration;
This is difficult to apply to a thermal head consisting of a large number of minute resistors.

また、化学的トリミング法は発熱体上部に位置
し感熱紙を圧接する回転ローラの躍動による機械
的振動があるために、衝撃に弱く採用できない。
In addition, the chemical trimming method cannot be adopted because it is susceptible to shocks due to mechanical vibration caused by the movement of a rotating roller located above the heating element and pressing the thermal paper.

また、抵抗値のばらつきの改善方法に関して
は、従来から、レーザートリミング法などを利用
した抵抗値の調整等が主として厚膜回路基板、薄
膜回路基板等で実施されている。また、特開昭58
−7360号公報又は、特開昭58−7360号公報に記載
の液体噴射記録ヘツドでは、薄膜抵抗素子をレー
ザートリミングし、電気−熱変換特性に合わせる
ように抵抗値を調整している。
As for methods for improving variations in resistance values, adjustment of resistance values using laser trimming and the like has conventionally been carried out mainly on thick film circuit boards, thin film circuit boards, and the like. Also, JP-A-58
In the liquid jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 7360-7360 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-7360, the thin film resistive element is laser trimmed to adjust the resistance value to match the electro-thermal conversion characteristics.

しかし、従来におけるこれらの方法は抵抗体の
形状変化につながるものであり、サーマルヘツド
の印字濃度むらを生じ易く、サーマルヘツドの抵
抗値のばらつきの改善には採用できない。
However, these conventional methods lead to changes in the shape of the resistor, tend to cause uneven print density in the thermal head, and cannot be used to improve variations in the resistance value of the thermal head.

また、従来における抵抗値のばらつき改善方法
として、特公昭55−38812号公報に一般的な厚膜
抵抗体としてルテニウムなどの金属酸化物粉末を
焼結してなるグレース抵抗体の抵抗値調整方法に
関するものがある。
In addition, as a conventional method for improving resistance value variations, Japanese Patent Publication No. 55-38812 describes a method for adjusting the resistance value of a Grace resistor made by sintering metal oxide powder such as ruthenium as a general thick film resistor. There is something.

具体的には、厚膜抵抗体の高電圧電界下での作
用に基づき、絶縁基板を隔ててグレース抵抗体に
過電圧を印加し、グレース抵抗体が抵抗を形成し
ていると考えられる障壁の絶縁破壊により抵抗値
を減少させて抵抗値を修正するものである。
Specifically, based on the action of a thick-film resistor under a high-voltage electric field, an overvoltage is applied to the Grace resistor across an insulating substrate, and the barrier insulation where the Grace resistor is thought to form a resistance is applied. The resistance value is corrected by decreasing the resistance value through destruction.

この方法でサーマルヘツドのような多数の微小
抵抗体に対して絶縁基板を介して過電圧を印加す
るとなると、抵抗体の形状変化につながり易く、
また絶縁基板を用いる関係でサーマルヘツドの抵
抗値のばらつき調整は複雑となる。
If an overvoltage is applied to a large number of microresistors such as a thermal head through an insulating substrate using this method, the shape of the resistor will likely change.
Furthermore, since an insulating substrate is used, adjusting variations in the resistance value of the thermal head becomes complicated.

さらに、特公昭45−13145号公報には、計算機
に必要とされる均一で安定な抵抗値特性を有する
微小電子抵抗器の製法が開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 45-13145 discloses a method for manufacturing a microelectronic resistor having uniform and stable resistance value characteristics required for computers.

これには、電気パルスを抵抗体に通過させて抵
抗体に高電場の影響を与えて抵抗値を減少させる
ものであるが、抵抗体は半導体と銀(又は銀合
金)とガラスの混合物より成り、この混合物の固
有抵抗の変化は添加の効果に帰し、添加物は半導
体の格子に入り、加えられた添加物の量に比例し
て固有抵抗を調節する旨記載されている。
This involves passing an electric pulse through the resistor to apply a high electric field to the resistor to reduce its resistance value, but the resistor is made of a mixture of semiconductor, silver (or silver alloy), and glass. , it is stated that the change in resistivity of this mixture is attributable to the effect of the addition, that the additive enters the lattice of the semiconductor and adjusts the resistivity in proportion to the amount of additive added.

これには、例えば、1価の銀イオンが酸化パラ
ジウム(半導体)に添加され、1個の銀イオン当
り1個の正孔が生じ、電場を加えると銀が酸化パ
ラジウムの格子から飛び出し、その結果2個の正
孔が生ずる如く、正孔の増加によつて抵抗値を低
下させるものである。
For example, monovalent silver ions are added to palladium oxide (semiconductor), one hole is generated per silver ion, and when an electric field is applied, silver jumps out of the palladium oxide lattice, resulting in As two holes are generated, the resistance value is lowered by increasing the number of holes.

しかし、この方法をサーマルヘツドの抵抗値の
ばらつきの改善に適用しようとすると、抵抗体材
料としては銀、半導体及びガラスの混合物より構
成することになり、またこの方法では、温度によ
つて半導体のホールの移動度が変わるので、熱的
安定性に欠けるものと考えられる。
However, if this method is applied to improve the variation in resistance value of a thermal head, the resistor material will be composed of a mixture of silver, semiconductor, and glass, and in this method, the semiconductor will change depending on the temperature. Since the mobility of holes changes, it is thought to lack thermal stability.

従つて、抵抗体を発熱させて感熱紙を発色させ
るサーマルヘツドに対しては好ましい方法ではな
い。
Therefore, this is not a preferable method for a thermal head in which the resistor generates heat to color the thermal paper.

一方、厚膜抵抗体の材料の改良も進められてき
た。
On the other hand, progress has also been made in improving materials for thick film resistors.

従来、厚膜抵抗の導電材料としては上記した特
公昭45−13145号公報にも記載されている如く銀
−パラジウム(Ag/pd)系等の貴金属が用いら
れて来た。しかし、このAg/pd(PdO)系のもの
は、焼成雰囲気に影響されプロセス安定性に欠け
ること、電流雑音が比較的大きいこと、Pd酸化
や環元の問題のため高温焼成ができないこと、シ
ート抵抗が高抵抗値にとれないこと、TCR(温度
に対する抵抗変化率)が大きいこと等の問題があ
り、サーマルヘツドの厚膜抵抗材料としては必ず
しも適したものではなかつた。これらを改善した
厚膜抵抗材料としては特開昭53−9544号公報およ
び特開昭53−9543号に記載の酸化ルテニウムと、
高融点フリツトガラス、酸化ジルコニウム等があ
る。この中で酸化ルテニウム系の金属はAg/pd
系金属のような上述の問題は少なくサーマルヘツ
ドの厚膜抵抗材料としては適したものである。す
なわち酸化ルテニウム系金属は (イ) サーマルヘツド用発熱体として広い範囲にわ
たる抵抗値がカバーできる。そして高抵抗値が
実現可能である。
Conventionally, noble metals such as silver-palladium (Ag/pd) have been used as conductive materials for thick film resistors, as described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 13145/1983. However, this Ag/pd (PdO) system is affected by the firing atmosphere and lacks process stability, has relatively large current noise, cannot be fired at high temperatures due to problems with Pd oxidation and ring elements, and has sheet There were problems such as the inability to obtain a high resistance value and the large TCR (rate of change in resistance with respect to temperature), so it was not necessarily suitable as a thick film resistor material for thermal heads. Thick film resistive materials that improve these characteristics include ruthenium oxide described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-9544 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-9543,
Examples include high melting point fritted glass and zirconium oxide. Among these, the ruthenium oxide metal is Ag/pd.
It does not have the above-mentioned problems like other metals and is suitable as a thick film resistor material for thermal heads. In other words, ruthenium oxide metals can (a) cover a wide range of resistance values as heating elements for thermal heads; And high resistance values are achievable.

(ロ) サーマルヘツド発熱体に欠くことのできない
耐熱特性がよい。
(b) It has good heat resistance properties, which are essential for thermal head heating elements.

(ハ) 材料の粒径が細かくでき、サーマルヘツド発
熱体の微細寸法化に対応できる。
(c) The particle size of the material can be made finer, making it possible to respond to finer dimensions of thermal head heating elements.

等の特微を有している。しかし、上記の特開昭53
−9544号公報等に記載されたものは、主として厚
膜形サーマルヘツドとしての信頼性を保持するた
めに改良されたものであり、発熱抵抗値のばらつ
きの改善に適したものかについては述べられてい
ない。
It has the following characteristics. However, the above JP-A-53
The ones described in Publication No.-9544 were mainly improved to maintain reliability as a thick-film thermal head, and there is no mention of whether they are suitable for improving variations in heating resistance values. Not yet.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

そこで、サーマルヘツドの発熱抵抗体の抵抗値
のばらつきを改善するのに、厚膜抵抗材料として
酸化ルテニウム系の金属とガラスの結合材料が適
しているかどうか検討する必要がある。
Therefore, it is necessary to examine whether a bonding material of ruthenium oxide-based metal and glass is suitable as a thick film resistor material to improve the variation in resistance value of the heating resistor of a thermal head.

ところが、厚膜抵抗体の形状が幾何学的に薄膜
抵抗体と同等に整つたとした場合に、抵抗値のば
らつきが薄膜抵抗体と同等になるかという疑問が
ある。理論的には抵抗体の抵抗値は次式で示され
る。
However, even if the shape of the thick film resistor is geometrically arranged to be the same as that of the thin film resistor, there is a question as to whether the variation in resistance value will be the same as that of the thin film resistor. Theoretically, the resistance value of the resistor is expressed by the following equation.

R=ρ・L/w、t(Ω) ここで、 ρ:抵抗体の比抵抗(Ω−cm) L:抵抗体の長さ(cm) w:抵抗体の幅(cm) t:抵抗体の厚み(cm) スクリーンで印刷された発熱抵抗体は通常、そ
の抵抗体の長さ(L)、抵抗体の幅(w)、抵抗体の
厚み(t)共にわずかにばらつくが、この形状の
ばらつきによるものよりも最終的に問題となるの
は、厚膜抵抗材料が基本的にある大きさの粒径を
保持する酸化ルテニウム、ガラス、酸化ジルコニ
ウム等の焼成時に生ずる結合度の差異により生ず
る抵抗体の比抵抗そのもののばらつきであり、そ
の結果抵抗値のばらつきが生ずると考えられる。
R=ρ・L/w, t (Ω) where, ρ: Specific resistance of resistor (Ω-cm) L: Length of resistor (cm) w: Width of resistor (cm) t: Resistor Thickness (cm) Screen-printed heating resistors usually vary slightly in length (L), width (w), and thickness (t) of the resistor, but this shape What ultimately becomes a problem rather than variations in resistance is resistance caused by differences in the degree of bonding that occur during firing of ruthenium oxide, glass, zirconium oxide, etc., in which thick film resistive materials basically maintain a certain grain size. It is thought that this is a variation in the specific resistance of the body itself, and as a result, variation in resistance value occurs.

このことは、厚膜製造工程の厳密なスクリーン
印刷、および焼成条件、さらにはそれら発熱抵抗
体を製造の前工程後工程度の改善を行つても、解
決されないことからもそのように推測できる。更
には、酸化ルテニウム等の粒径が特開昭53−9544
号公報に記載があるように5μmと無視できない
大きさであるということ、また厚膜抵抗体の抵抗
値の決定には主として酸化ルテニウムとガラスと
の接触界面Me−Is−Me(メタル−インシユレー
ターメタル)の不均質結合状態がその原因と考え
られるからである。基本的に厚膜抵抗材料が同一
で、その焼成温度、雰囲気、焼成スピードが同一
にもかかわらず抵抗値が大幅にばらつくのは、
Me−Is−Meの結合状態が変化するためと推定さ
れる。
This can be inferred from the fact that the problem cannot be solved even if strict screen printing and firing conditions are used in the thick film manufacturing process, and improvements are made in the pre-process and post-process of manufacturing the heating resistors. Furthermore, the particle size of ruthenium oxide, etc.
As stated in the publication, the size is 5 μm, which cannot be ignored, and the determination of the resistance value of thick film resistors is mainly based on the contact interface Me-Is-Me (metal-instrument) between ruthenium oxide and glass. This is because the heterogeneous bonding state of the metal (later metal) is thought to be the cause. The reason why the resistance value varies greatly even though the thick film resistor materials are basically the same and the firing temperature, atmosphere, and firing speed are the same is that
This is presumed to be due to a change in the bond state of Me-Is-Me.

また、酸化ルテニウム、ガラスフリツト等の粒
径をさらに緻密化した厚膜抵抗材料が最近市販さ
れるようになり、これらを使用しても目標とする
効果は得られなかつた。以上から、厚膜抵抗体の
酸化ルテニウムとガラスとの接触界面の不均質結
合状態のばらつきが抵抗値を大幅にばらつかせる
要因であると考えられる。
In addition, thick film resistive materials such as ruthenium oxide and glass frit with finer grain sizes have recently become commercially available, but even when these are used, the desired effect has not been obtained. From the above, it is thought that variations in the heterogeneous bonding state at the contact interface between ruthenium oxide and glass in the thick film resistor are a factor that causes the resistance value to vary significantly.

以上のような点に鑑み、この発明はサーマルヘ
ツドの発熱抵抗材料としてAg/pd(pdO)系のも
のに比してプロセス安定性が良く、シート抵抗が
高く、TCR(温度に対する抵抗変化率)が低いこ
となど種々の点でサーマルヘツドの発熱抵抗体に
適している酸化ルテニウム系のものを採用し、こ
の酸化ルテニウム系金属とガラスの結合材料で不
均質結合状態の抵抗体材料からなるサーマルヘツ
ドの発熱抵抗体に対して、発熱抵抗体の形状を変
化させることなく、熱的安定性が良く、多数の発
熱抵抗体の抵抗値のばらつきも効果的に改善して
サーマルヘツドの印字濃度むらを軽減しうる新規
なサーマルヘツドの製造方法を提供しようとする
ものである。
In view of the above points, this invention has better process stability, higher sheet resistance, and TCR (rate of resistance change with temperature) than Ag/PD (pdO) based heat generating resistor materials for thermal heads. We adopted a ruthenium oxide-based material, which is suitable for heating resistors in thermal heads in various respects such as low heat resistance. It has good thermal stability without changing the shape of the heating resistor, and effectively improves the variation in resistance value of multiple heating resistors, thereby reducing uneven printing density of the thermal head. It is an object of the present invention to provide a new method for manufacturing a thermal head that can reduce costs.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明にかかわるサーマルヘツドの製造装置
は、少くとも酸化ルテニウム系金属とガラスペー
ストの結合材料からなるサーマルヘツドの複数個
の発熱抵抗体の中から選択された所定の発熱抵抗
体につながる導電部にプローブを接触させて電圧
パルスを印加するパルス発生回路と、前記発熱抵
抗体の抵抗値を測定する抵抗計と、この抵抗計の
測定した複数の測定値を記憶する記憶部と、この
記憶内容に基づき、前記発熱抵抗体の抵抗値の平
均値又は標準偏差値を計算する計算部とを備えこ
の計算部による平均値または標準偏差によつてサ
ーマルヘツドの発熱抵抗体の抵抗値のばらつきの
評価を行うものである。
The thermal head manufacturing apparatus according to the present invention connects a conductive portion connected to a predetermined heating resistor selected from a plurality of heating resistors of a thermal head made of a bonding material of at least ruthenium oxide metal and glass paste. A pulse generating circuit that applies a voltage pulse by contacting a probe, a resistance meter that measures the resistance value of the heating resistor, a storage unit that stores a plurality of measured values measured by the resistance meter, and and a calculation section for calculating the average value or standard deviation value of the resistance value of the heating resistor, and the calculation section evaluates the variation in the resistance value of the heating resistor of the thermal head based on the average value or standard deviation of the resistance value of the heating resistor. It is something to do.

〔作用〕[Effect]

この発明によるサーマルヘツドの製造装置は、
サーマルヘツドの発熱抵抗体の抵抗値を測定し、
電圧パルスを印加して抵抗値を減少させ抵抗値の
ばらつきを少くするとともに発熱抵抗体の抵抗値
を記憶し、この記憶内容に基づいて抵抗値の平均
なサーマルヘツドの製造方法を提供するものであ
る。
The thermal head manufacturing apparatus according to this invention includes:
Measure the resistance value of the heating resistor of the thermal head,
The present invention provides a method of manufacturing a thermal head with an average resistance value by applying a voltage pulse to reduce the resistance value and reducing the variation in the resistance value, and storing the resistance value of the heating resistor, based on the stored contents. be.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

この発明によるサーマルヘツドの製造方法は厚
膜抵抗体を比較的短かい製造工程にて酸化ルテニ
ウム系金属とガラスの結合材料を焼成形成するな
どの主要な生産プロセスの後に、発熱抵抗体の抵
抗値を減少させるプロセスを実施する。即ち、基
板上に発熱抵抗体、リード線、保護ガラス膜を形
成した後に、本発明による抵抗値を減少させるプ
ロセスを実施する。
The method for manufacturing a thermal head according to this invention is to form a thick film resistor in a relatively short manufacturing process, after the main production process of firing a bonding material of ruthenium oxide metal and glass, the resistance value of the heating resistor is Implement processes to reduce That is, after forming the heating resistor, lead wire, and protective glass film on the substrate, the process of reducing the resistance value according to the present invention is performed.

第1図は本発明によるサーマルヘツドの製造方
法により、発熱抵抗体の抵抗値が電圧印加により
変化することを示す原理図である。
FIG. 1 is a principle diagram showing that the resistance value of a heating resistor changes with voltage application according to the method of manufacturing a thermal head according to the present invention.

この発明は酸化ルテニウム系金属粒子がガラス
に分散した状態の抵抗体材料からなる厚膜抵抗体
に電圧を印加すると抵抗値が低下するという現象
を利用している。この現象はMe−Is−Me
(Metal−Insulator−Metal)構造をもつ厚膜抵
抗体の絶縁物(Insulator)が電圧パルスの印加
によりブレークスルーするためと考えられる。
This invention utilizes the phenomenon that when a voltage is applied to a thick film resistor made of a resistor material in which ruthenium oxide metal particles are dispersed in glass, the resistance value decreases. This phenomenon is Me−Is−Me
This is thought to be due to the insulator of the thick film resistor having a (Metal-Insulator-Metal) structure breaking through when a voltage pulse is applied.

詳述するに、ここで採用する厚膜抵抗体材料と
しては絶縁性のガラスの中に酸化ルテニウム金属
粒子が分散した状態のものを用いており、微視的
にみれば酸化ルテニウム金属粒子の分散状態は不
均質であり、そのため各酸化ルテニウム金属粒子
相互間の距離は種々となつている。
In detail, the thick film resistor material used here is one in which ruthenium oxide metal particles are dispersed in insulating glass, and microscopically, the ruthenium oxide metal particles are dispersed. The state is heterogeneous, and therefore the distances between each ruthenium oxide metal particle vary.

このため、この抵抗体材料に電圧パルスを印加
する前では金属粒子の接触長さ(電流パス)は長
いものとなり、或る抵抗値が存在する。
Therefore, before a voltage pulse is applied to this resistor material, the contact length (current path) of the metal particles is long, and a certain resistance value exists.

しかし、この抵抗体材料に電圧パルスを印加す
ると金属粒子間の距離が微小であれば、これらの
金属粒子間にブレークスルーが生じてこれらの金
属粒子間は電気的に導通状態になるものと考えら
れ、その結果電流パスが短くなつて低抗値が低下
すると推測される。
However, when a voltage pulse is applied to this resistor material, it is thought that if the distance between the metal particles is minute, a breakthrough will occur between these metal particles and electrical continuity will occur between them. It is presumed that as a result, the current path becomes shorter and the low resistance value decreases.

さらに、この抵抗体材料にさらに波高値の高い
電圧パルスを印加すると、その電圧パルスの波高
値の増大に伴なつて各金属粒子間に次々とブレー
クスルーが形成されるようになり、次第に抵抗値
が低下するものと考えられる。
Furthermore, when a voltage pulse with a higher peak value is applied to this resistor material, breakthroughs are formed one after another between each metal particle as the peak value of the voltage pulse increases, and the resistance value gradually increases. It is thought that this decreases.

このように、上記抵抗体材料に電圧パルスの波
高値を高めて印加して行き、抵抗値を低下させ
る、この発明に係る方法は、従来における抵抗体
に絶縁基板を隔てて過電圧を印加する方法や、あ
るいは、銀、半導体及びガラスの混合物よりなる
対抗体材料に電気的パルスを印加して正孔を増加
させるものとは異なるものである。
In this way, the method according to the present invention, in which the voltage pulse is applied to the resistor material at a higher peak value to lower the resistance value, is a conventional method in which an overvoltage is applied to the resistor across an insulating substrate. Alternatively, the number of holes is increased by applying electrical pulses to a counter material consisting of a mixture of silver, semiconductor and glass.

この発明に係る方法では、微小抵抗体からなる
サーマルヘツドを対象としている関係上、抵抗体
の表面に大きなクラツクが生ずる虞れは少なく、
また熱的安定性も金属粒子間にブレークスルーを
起こさせるものであるので、温度変化に対しても
安定である。
Since the method according to the present invention is aimed at a thermal head made of a microresistor, there is little risk of large cracks occurring on the surface of the resistor.
In addition, since the thermal stability causes a breakthrough between metal particles, it is stable against temperature changes.

以下、この発明に係るサーマルヘツドの製造方
法について、図面を用いて説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a thermal head according to the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は当初の抵抗値R1、R2、R3である発熱
抵抗体の抵抗値をR0に調整する場合を示してい
る。
FIG. 1 shows a case where the resistance values of the heating resistors, which have the initial resistance values R 1 , R 2 , and R 3 , are adjusted to R 0 .

先ず最初に各発熱抵抗体の抵抗値を測定し、目
標とする抵抗値R0と比較する。R4のようにR0
り低い抵抗値をもつ発熱抵抗体に対しては電圧パ
ルスは印加しない。
First, the resistance value of each heating resistor is measured and compared with the target resistance value R 0 . No voltage pulse is applied to a heating resistor having a resistance value lower than R 0 , such as R 4 .

R0より大きい抵抗値R1、R2、R3を持つ発熱抵
抗体に対し電圧パルスを印加する。
A voltage pulse is applied to the heating resistors having resistance values R 1 , R 2 , and R 3 larger than R 0 .

最初に波高値の初期設定がV0である電圧パル
スを印加して抵抗値を減少させる。
First, a voltage pulse whose peak value is initially set to V 0 is applied to reduce the resistance value.

減少後の抵抗値を測定し、その値がR0以上で
あればV0+ΔVの波高値の電圧パルスを印加す
る。その後抵抗値を測定し、その値がR0以上で
あればV0+2ΔVの波高値をもつ電圧パルスを印
加する。このように抵抗値がR0以下になるまで
次第に印加電圧パルスの波高値を高くしながら次
第に抵抗値を減少させて行く。抵抗値がR0以下
になればそこで調整を終了する。このようにして
発熱体の抵抗値をR0以下の一定範囲内に揃える。
ここでパルス電圧の波高値を高めた場合における
抵抗変化率の変化の様子を第12図に示す。この
第12図に示すように抵抗体の抵抗値の減少は規
則正しく行われ、パルス電圧が100〔V〕程度以上
ではほぼ直線的に低下している。このように抵抗
値が規則正しく低下するのは、抵抗体に含まれる
金属粒子間の距離は種々であるが、電圧パルスの
波高値の増大に起因して各金属粒子間に次々にブ
レークスルーが生じるようになり、抵抗値が規則
正しく低下するものと考えられる。抵抗値のばら
つきを少なくするのがこの発明の目的であるか
ら、抵抗値がR0以下になりさえすれば良いので
なく、R0以下の一定範囲内にあることを要する。
そのため少しづつ抵抗値を減少させて行き、R0
以下になつた時点で止めるのである。
The resistance value after the decrease is measured, and if the value is R 0 or more, a voltage pulse with a peak value of V 0 +ΔV is applied. Thereafter, the resistance value is measured, and if the resistance value is R 0 or more, a voltage pulse having a peak value of V 0 +2ΔV is applied. In this way, the resistance value is gradually decreased while gradually increasing the peak value of the applied voltage pulse until the resistance value becomes R 0 or less. When the resistance value becomes R0 or less, the adjustment ends there. In this way, the resistance value of the heating element is made to be within a certain range of R 0 or less.
FIG. 12 shows how the resistance change rate changes when the peak value of the pulse voltage is increased. As shown in FIG. 12, the resistance value of the resistor decreases regularly, and decreases almost linearly when the pulse voltage is about 100 [V] or more. The reason why the resistance value regularly decreases in this way is that although the distance between the metal particles contained in the resistor varies, breakthroughs occur one after another between each metal particle due to the increase in the peak value of the voltage pulse. It is thought that the resistance value decreases regularly. Since the purpose of the present invention is to reduce the variation in resistance value, it is not only necessary that the resistance value be less than or equal to R 0 , but it is necessary that the resistance value be within a certain range of less than or equal to R 0 .
Therefore, the resistance value is gradually decreased until R 0
Stop when the following occurs.

第2図および第3図は本発明の製造方法を実施
しない場合と実施した場合の発熱抵抗体の抵抗値
の分布を示す図である。何個かの発熱抵抗体を1
グループとし、その中の最大値を白丸印、平均値
を黒丸印、最小値を×印で示している。
FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the distribution of resistance values of the heating resistor when the manufacturing method of the present invention is not implemented and when it is implemented. Several heating resistors 1
The maximum value in the group is indicated by a white circle, the average value by a black circle, and the minimum value by an x.

実施しない場合は抵抗値のばらつきは非常に大
きいが、実施した場合はほとんどばらつきがなく
なつていることがわかる。
It can be seen that the variation in resistance values is very large when the test is not carried out, but when the test is carried out, the variation is almost eliminated.

第4図はこの発明の製造方法に使用する装置の
一例を示す構成図である。第5図は第4図の主要
な信号の波形図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of an apparatus used in the manufacturing method of the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram of the main signals in FIG. 4.

6は調整対象のサーマルヘツド7の導電部に探
針(プローブ)を押し当てて接触するプロービン
グ装置であつて、サーマルヘツド7の導電部と探
針との間に放電を起こさせて導電部にクラツクを
生じさせるような高電圧を印加するものではな
い。8は印加電圧パルスを所望の発熱抵抗体に導
くリレー網、9は電圧印加と抵抗測定とを切り換
えるスイツチ、10は調整電圧パルスを発生する
パルス発生回路、11は抵抗計、12は計算部、
13はその入出力部、14は中央演算処理装置
(以下CPUと称す)、15はメモリ、16はキー
ボード、17はプリンタである。
Reference numeral 6 denotes a probing device that presses a probe into contact with the conductive part of the thermal head 7 to be adjusted, and generates an electric discharge between the conductive part of the thermal head 7 and the probe to touch the conductive part. It does not apply high voltage that may cause cracks. 8 is a relay network that guides the applied voltage pulse to a desired heating resistor; 9 is a switch that switches between voltage application and resistance measurement; 10 is a pulse generation circuit that generates an adjusted voltage pulse; 11 is a resistance meter; 12 is a calculation unit;
13 is its input/output unit, 14 is a central processing unit (hereinafter referred to as CPU), 15 is a memory, 16 is a keyboard, and 17 is a printer.

本発明により抵抗値を減少させる手順について
説明する。
The procedure for reducing the resistance value according to the present invention will be explained.

計算部12から印加電圧の波高値Vsの設定信
号、1回の電圧印加に含まれるパルス数nの設定
信号が与えられている。計算部12からの電圧印
加開始信号STARTを受けるとパルス発生回路1
0はENABLE信号を計算部に返送する。又スイ
ツチ9がパルス発生回路10側に切り換わる。
ENABLE信号が出力されている期間は波高値Vs
の変更とSTART信号の発生は禁止される。これ
は電圧パルス印加中においては、波高値Vsの変
更をすべきではないし、また現在の電圧パルスの
印加が終了するまでは次の電圧パルス印加の開始
信号STARTを発するべきではないからである。
START信号印加後一定時間T1が経過すると、
パルス発生回路10は波高値がVsのn個のパル
スをスイツチ9、リレー網8を経てサーマルヘツ
ド7の発熱抵抗体に印加する。パルス電圧の印加
が終了した後T2時間経過後スイツチ9は抵抗計
11側へ切り替えられる。そして更にT3時間後
にはENABLE信号が解除されて次の電圧印加が
可能になる。時間T3の間に抵抗値の測定が行わ
れ、その測定結果が計算部12へ送られる。計算
部12ではCPU14が測定値を前回の測定値と
比較する。そして前回の測定値を基準として一定
の範囲内にない場合は接触不良であると判断す
る。一定の範囲の設定方法は種々あるが、前回測
定値に比してより高い値であるか否か比較するよ
うにするのが最も簡単な方法である。以下一例と
してこの方法の場合を述べる。
A setting signal for the peak value Vs of the applied voltage and a setting signal for the number n of pulses included in one voltage application are provided from the calculation unit 12. Upon receiving the voltage application start signal START from the calculation unit 12, the pulse generation circuit 1
0 sends the ENABLE signal back to the calculation section. Also, the switch 9 is switched to the pulse generation circuit 10 side.
During the period when the ENABLE signal is output, the peak value Vs
modification and generation of the START signal are prohibited. This is because the peak value Vs should not be changed while the voltage pulse is being applied, and the start signal START for applying the next voltage pulse should not be issued until the application of the current voltage pulse is finished.
When a certain period of time T 1 has passed after applying the START signal,
The pulse generating circuit 10 applies n pulses having a peak value of Vs to the heating resistor of the thermal head 7 via the switch 9 and the relay network 8. After T 2 hours have passed after the application of the pulse voltage is finished, the switch 9 is switched to the resistance meter 11 side. Further, after 3 hours T, the ENABLE signal is released and the next voltage application becomes possible. The resistance value is measured during time T 3 and the measurement result is sent to the calculation section 12 . In the calculation unit 12, the CPU 14 compares the measured value with the previous measured value. If the measured value is not within a certain range based on the previous measurement value, it is determined that there is a contact failure. There are various ways to set a certain range, but the simplest method is to compare the value to see if it is higher than the previous measured value. The case of this method will be described below as an example.

もし、前回の測定値よりも高い値が得られたな
らば、CPU14は、この測定値を採用せず、プ
ロービング装置6に対し、測定対象のサーマルヘ
ツド7への探針の接触を解き、再接触さるべきリ
プローブ信号を送出する。そして抵抗値の再測定
が行なわれる。第1図および第12図から理解で
きるように電圧パルス印加によつて抵抗値が増加
することはあり得ないのであつて、もし増加する
ことがあればそれは探針(プローブ)の接触不良
によるものと考えられるからである。
If a value higher than the previous measurement value is obtained, the CPU 14 does not adopt this measurement value, and requests the probing device 6 to release the probe from the thermal head 7 to be measured and try again. Sends a reprobe signal to be contacted. Then, the resistance value is measured again. As can be understood from Figures 1 and 12, it is impossible for the resistance value to increase due to the application of voltage pulses, and if it does increase, it is due to poor contact of the probe. This is because it can be considered.

この場合の探針の再接触であるが、前と同じ箇
所に再接触したのでは再び接触不良になる可能性
がある。そこで、再接触は、前の箇所ではなく、
少し離れた箇所に対して行う。探針の接触は、リ
ード線の先に設けられるパツドと呼ばれる箇所に
されるが、再接触は同一パツド内の少し離れた位
置にする。
In this case, if the probe contacts the same point again, there is a possibility that the probe will contact again. Therefore, re-contact is not at the previous point,
Do this at a location a little far away. The probe makes contact at a point called a pad provided at the end of the lead wire, but makes contact again at a slightly distant location within the same pad.

抵抗測定値が前回の測定値より低ければCPU
14はこの測定値を採用して調整目標値R0と比
較する。R0以下に達していなければCPU14は
ENABLE信号が解除された後に印加する電圧パ
ルスの波高値の設定値VsをΔVだけ高めてパルス
発生回路10に与えた後、次回の電圧パルスの印
加のための開始信号STARTを発生する。
If the resistance measurement is lower than the previous measurement, the CPU
14 employs this measured value and compares it with the adjustment target value R 0 . If R does not reach 0 or less, the CPU14
After the set value Vs of the peak value of the voltage pulse to be applied after the ENABLE signal is released is increased by ΔV and applied to the pulse generation circuit 10, a start signal START for application of the next voltage pulse is generated.

このようにして、次第に印加電圧パルスの波高
値を高めながら発熱抵抗体の抵抗値を減少させて
行く。抵抗値が調整目標値R0以下となればその
発熱抵抗体の抵抗値の調整は終了する。
In this way, the resistance value of the heating resistor is decreased while gradually increasing the peak value of the applied voltage pulse. When the resistance value becomes equal to or less than the adjustment target value R 0 , the adjustment of the resistance value of the heating resistor is completed.

時限T1、T2、T3を設けているのはスイツチ
9、リレー網8のチヤタリングによる影響を避け
るためである。スイツチ9、リレー網8が完全に
切り換えられる前に、パルス発生回路10から電
圧パルスを発生させても、そのパルスはサーマル
ヘツド7には印加されない。また、スイツチ9、
リレー網8が完全に切り換えられる前に抵抗値の
測定を行つても正確な測定はできない。
The reason for providing the time limits T 1 , T 2 , and T 3 is to avoid the influence of chattering of the switch 9 and the relay network 8 . Even if a voltage pulse is generated from the pulse generating circuit 10 before the switch 9 and the relay network 8 are completely switched, the pulse will not be applied to the thermal head 7. Also, switch 9,
Even if the resistance value is measured before the relay network 8 is completely switched, accurate measurement cannot be made.

印加する電圧パルスは、単一パルスで与えても
良いが、むしろ数個のパルスからなるパルス群で
与える方が制御が容易である。電圧パルスのエネ
ルギーは波高値とパルス巾Δtによつて規定され
るが、これがあまりに大きくなると発熱抵抗体が
破壊される。そこで電圧パルスのエネルギーがあ
る程度であつて発熱抵抗体を破壊する危険がある
ときは電圧パルスの波高値に応じてパルス巾を減
少させるように調整しなければならない。単一パ
ルスのパルス巾を調整するよりはむしろ、複数の
パルスからなるパルス群の各パルスの巾Δtは一
定としておいて、パルス周期Tとパルス巾Δtと
の比Δt/Tを波高値の変化に応じて発熱抵抗体
を破壊しない値以下に調整する方が容易である。
あるいは、Δt/Tを一定としておき、波高値の
変化に応じてパルス群を構成するパルス数nを変
化させても良い。電圧パルスのエネルギーが十分
小さい場合は単一パルス又はパルス群のいづれで
与えても良い。
The voltage pulse to be applied may be a single pulse, but it is easier to control it if it is applied as a group of several pulses. The energy of the voltage pulse is defined by the peak value and the pulse width Δt, but if this becomes too large, the heating resistor will be destroyed. Therefore, if the voltage pulse has a certain amount of energy and there is a risk of destroying the heating resistor, the pulse width must be adjusted to decrease in accordance with the peak value of the voltage pulse. Rather than adjusting the pulse width of a single pulse, the width Δt of each pulse in a pulse group consisting of multiple pulses is kept constant, and the ratio Δt/T of the pulse period T to the pulse width Δt is calculated as the change in the peak value. It is easier to adjust the heating resistor to a value below which will not destroy it.
Alternatively, Δt/T may be kept constant and the number n of pulses constituting the pulse group may be changed in accordance with changes in the peak value. If the energy of the voltage pulse is sufficiently small, it may be applied either as a single pulse or as a group of pulses.

印加する電圧パルスの波高値が低いと抵抗値が
減少する現象は見られなくなる。そこで抵抗値の
減少が期待できるような値から第1図の電圧パル
スの印加は開始される。第1図のV0は第1回の
印加電圧パルスの波高値を示す。
When the peak value of the applied voltage pulse is low, the phenomenon that the resistance value decreases is no longer observed. Therefore, the application of the voltage pulse shown in FIG. 1 is started from a value at which a decrease in resistance value can be expected. V 0 in FIG. 1 indicates the peak value of the first applied voltage pulse.

調整目標抵抗値R0、パルス数nの変更はキー
ボード16を使つて行なわれる。調整後の抵抗値
及びCPU14の計算結果はプリンタ17に打ち
出される。
The adjustment target resistance value R 0 and the number of pulses n are changed using the keyboard 16. The adjusted resistance value and the calculation result of the CPU 14 are output to the printer 17.

第6図は第4図の装置による発熱抵抗体の抵抗
値調整方法のフローチヤート図である。
FIG. 6 is a flowchart of a method for adjusting the resistance value of a heating resistor using the apparatus shown in FIG. 4.

ステツプ(20)では波高値Vs、パルス数n等
のパルス条件の初期設定を行う。次いでステツプ
(21)でプロービング装置6によるサーマルヘツ
ド7へのプロービングと、リレー網8の切換えと
を行う。その後ステツプ(22)、(23)では設定さ
れた波高値をもつn個のパルス列を印加し、抵抗
値の測定を行う。今回の測定値と前回の測定値と
の比較をステツプ(24)で行い、前回の測定値よ
り大であればステツプ(25)で再びプロービング
を行う。前回測定値より小であれば調整目標抵抗
値R0との比較をステツプ(26)で行う。測定値
がR0以下であればその発熱抵抗体についての調
整は終了する。R0以下になつていなければ、印
加電圧パルスの波高値をΔVだけ増してパルスを
印加する(ステツプ(27))。
In step (20), pulse conditions such as the peak value Vs and the number of pulses n are initialized. Next, in step (21), probing of the thermal head 7 by the probing device 6 and switching of the relay network 8 are performed. Thereafter, in steps (22) and (23), n pulse trains having a set peak value are applied, and the resistance value is measured. The current measurement value is compared with the previous measurement value in step (24), and if it is larger than the previous measurement value, probing is performed again in step (25). If it is smaller than the previous measured value, a comparison with the adjusted target resistance value R0 is performed in step (26). If the measured value is less than or equal to R 0 , the adjustment for that heating resistor is completed. If R is not below 0 , the peak value of the applied voltage pulse is increased by ΔV and a pulse is applied (step (27)).

このようにして調整は測定値がR0以下となる
まで原則として続けられる。ただし中にはパルス
電圧をいくら印加しても抵抗値が減少しない特異
な素子もある。又パルス発生回路10が発生しう
るパルス電圧の波高値には制限がある。そこで、
抵抗値がR0以下とならなくてもパルス電圧の印
加回数がある一定数に達するとそこで調整を終了
する。ステツプ(28)はそのために設けられてい
る。
In principle, adjustment is continued in this manner until the measured value becomes R 0 or less. However, there are some unique elements whose resistance value does not decrease no matter how much pulse voltage is applied. Furthermore, there is a limit to the peak value of the pulse voltage that the pulse generating circuit 10 can generate. Therefore,
Even if the resistance value does not become less than R 0 , the adjustment ends when the number of pulse voltage applications reaches a certain number. The step (28) is provided for this purpose.

数個の発熱抵抗体を1グループとして抵抗値の
測定が行なわれることは既に第2図、第3図で述
べた。
It has already been described in FIGS. 2 and 3 that the resistance value is measured using several heating resistors as one group.

1グループの調整が終るとCPU14は平均値、
標準偏差を求めるための演算ΣR、ΣR2を行う。
そしてプリンタ17は1グループの最大値、平均
値、最小値が第3図のようにプリントされる。サ
ーマルヘツドの全発熱抵抗について調整が終ると
CPU14は標準偏差σを計算する。その結果は
プリンタ17に打ち出される。
When the adjustment for one group is completed, CPU14 becomes the average value,
Perform operations ΣR and ΣR 2 to find the standard deviation.
Then, the printer 17 prints the maximum value, average value, and minimum value of one group as shown in FIG. After adjusting the total heating resistance of the thermal head,
The CPU 14 calculates the standard deviation σ. The results are printed on printer 17.

第7図は第4図のパルス発生回路10の詳細説
明図である。
FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of the pulse generation circuit 10 of FIG. 4.

図において、30,32,43はフリツプフロ
ツプ回路、31,40,42はタイマ回路、33
はパルス発生器、35は単安定マルチ回路、36
はトランジスタ、37は電圧電源、38は計数
器、39は比較器である。
In the figure, 30, 32, 43 are flip-flop circuits, 31, 40, 42 are timer circuits, and 33 are flip-flop circuits.
is a pulse generator, 35 is a monostable multi-circuit, 36
is a transistor, 37 is a voltage power supply, 38 is a counter, and 39 is a comparator.

計算部12から開始信号START信号を受ける
とフリツプフロツプ回路30,43はセツトされ
る。フリツプフロツプ回路30からは計算部へ
ENABLE禁止信号が送られる。ENABLE禁止信
号が継続している間は波高値信号Vsの変更と、
START信号の発生は禁止される。フリツプフロ
ツプ回路43の出力により、スイツチ9のコイル
91が通電し、接点92,93が図とは反対側に
切替えられる。
When the start signal START signal is received from the calculating section 12, the flip-flop circuits 30 and 43 are set. From the flip-flop circuit 30 to the calculation section
ENABLE inhibit signal is sent. While the ENABLE prohibition signal continues, the peak value signal Vs cannot be changed,
Generation of the START signal is prohibited. The output of the flip-flop circuit 43 energizes the coil 91 of the switch 9, and the contacts 92 and 93 are switched to the opposite side as shown.

フリツプフロツプ回路がセツトされてからT1
時間後にタイマ回路30は出力する。これにより
フリツプフロツプ回路31がセツトされるとゲー
ト34が開かれ、パルス発生器33の発生したパ
ルスが単安定マルチ回路35に与えられる。
T 1 after the flip-flop circuit is set
After a certain period of time, the timer circuit 30 outputs an output. As a result, when the flip-flop circuit 31 is set, the gate 34 is opened and the pulses generated by the pulse generator 33 are applied to the monostable multicircuit 35.

単安定マルチ回路35はパルス発生器33のパ
ルス巾を所望のパルス巾Δtをもつパルスに整形
する。Δtは単安定マルチ回路35中の抵抗とコ
ンデンサによつて定められる。第8図にパルス発
生器33の出力パルス波形と単安定マルチ回路3
5の出力波形を示す。
The monostable multicircuit 35 shapes the pulse width of the pulse generator 33 into a pulse having a desired pulse width Δt. Δt is determined by the resistor and capacitor in the monostable multicircuit 35. Figure 8 shows the output pulse waveform of the pulse generator 33 and the monostable multi-circuit 3.
The output waveform of No. 5 is shown.

単安定マルチ回路35のパルスにより、トラン
ジスタ36のゲートドライブ電流が供給されてト
ランジスタ36はパルスが存在する期間ΔtはON
状態となる。トランジスタ36がON状態の期間
に電圧電源37の出力電圧がスイツチ9の接点9
2,93、リレー網8を経てサンプルに印加され
る。電圧電源37の波高値は計算部12からの波
高値信号Vsによつて決定されている。
The gate drive current of the transistor 36 is supplied by the pulse of the monostable multi-circuit 35, and the transistor 36 is ON for a period Δt when the pulse exists.
state. While the transistor 36 is in the ON state, the output voltage of the voltage power supply 37 reaches the contact 9 of the switch 9.
2,93, is applied to the sample via relay network 8. The peak value of the voltage power supply 37 is determined by the peak value signal Vs from the calculation section 12.

ゲート34を通過するパルスがカウンタ38に
よつて計数される。カウンタ38の計数値は比較
器39によつて計算部12から与えられる数nと
比較される。計数値がnに達すると比較器39の
出力によりフリツプフロツプ回路32をセツトす
る。これによりゲート34は閉じられ、サンプル
への一回のパルス電圧の印加が終了する。
Pulses passing through gate 34 are counted by counter 38. The count value of the counter 38 is compared with the number n given from the calculation section 12 by a comparator 39. When the count value reaches n, the flip-flop circuit 32 is set by the output of the comparator 39. This closes the gate 34 and ends the application of one pulse voltage to the sample.

比較器39の出力はタイマ回路40にも与えら
れる。時限T2後にタイマ回路40は出力し、こ
れによつてフリツプフロツプ43はリセツトさ
れ、スイツチ9は抵抗計側に切替えられる。スイ
ツチ9が切換えられると、接点92,93は図示
の位置に切替えられ、抵抗計11によつてサンプ
ルの発熱抵抗体の抵抗値が測定される。
The output of comparator 39 is also given to timer circuit 40. After the time limit T2 , the timer circuit 40 outputs an output, which resets the flip-flop 43 and switches the switch 9 to the resistance meter side. When the switch 9 is switched, the contacts 92 and 93 are switched to the illustrated positions, and the resistance value of the heat generating resistor of the sample is measured by the resistance meter 11.

タイマ回路40が出力してからT3時間経過す
るとタイマ回路42が出力し、それによりフリツ
プフロツプ回路30がリセツトされQ端子出力は
“H”レベルとなり、計算部12へENABLE信号
が送られる。これにより次の電圧パルスの印加が
可能になる。
When time T3 has elapsed since the timer circuit 40 outputs an output, the timer circuit 42 outputs an output, which resets the flip-flop circuit 30, the Q terminal output becomes "H" level, and an ENABLE signal is sent to the calculation section 12. This allows the application of the next voltage pulse.

本発明による抵抗値の変化の実験結果の一例を
示すと、本発明を実施しない場合は絶対値で±20
%標準偏差σが5.6%であるのに対し、本発明を
実施すると絶対値で±3%標準偏差が0.4%にな
る等大幅のばらつきが改善された。これによつて
サーマルヘツドの印字の濃度ムラをほとんどなく
することができた。
An example of the experimental results of the change in resistance value according to the present invention is that when the present invention is not implemented, the absolute value is ±20
While the % standard deviation σ was 5.6%, when the present invention was implemented, the variation was significantly improved, with the absolute value of ±3% standard deviation becoming 0.4%. As a result, it was possible to almost eliminate density unevenness in printing by the thermal head.

発明者等は抵抗値の調整のために印加する電圧
パルスの波高値の初期設定値(第1図V0)を数
10V、印加パルス電圧の1回毎の増加分ΔVを1V
ないし数V、1回の電圧印加に含まれるパルス数
nを10〜20、1個のパルス幅Δtを1μないし数μ
秒、パルス間隔を数10μ秒として発熱体の抵抗値
の調整を行つた。
The inventors calculated the initial setting value (V 0 in Figure 1) of the peak value of the voltage pulse applied to adjust the resistance value.
10V, each increment ΔV of applied pulse voltage is 1V
The number of pulses n included in one voltage application is 10 to 20, and the width Δt of one pulse is 1 μ to several μ.
The resistance value of the heating element was adjusted by setting the pulse interval to several tens of microseconds.

時限T1、T2は10m秒前後に、時限T2は数m秒
に設定して発明者等は抵抗値の調整を行つた。
The inventors adjusted the resistance value by setting the time limits T 1 and T 2 to around 10 msec and the time limit T 2 to several msec.

抵抗値の調整に用いるパラメータの具体的な数
値は以上に述べた一例に限られるものではなく、
この発明の効果を奏する範囲内で種々の数値をと
りうることは言うまでもない。
The specific numerical values of the parameters used to adjust the resistance value are not limited to the example mentioned above.
It goes without saying that various numerical values can be taken within the range that produces the effects of this invention.

第6図のステツプ(24)においては前回の抵抗
測定値と大小比較を行なつているが、これに代え
て、前回の抵抗測定値に比して一定の範囲内、例
えば0.9〜1.0倍の範囲内にあるか否かを確認し、
この範囲内にないときは抵抗値の再測定をするよ
うにしても良い。
In step (24) of Fig. 6, a comparison is made with the previous resistance measurement value, but instead of this, it is possible to compare the resistance value within a certain range, for example 0.9 to 1.0 times, compared to the previous resistance measurement value. Check whether it is within the range,
If it is not within this range, the resistance value may be remeasured.

この発明に係るサーマルヘツドの製造方法に実
施する装置の一例を第4図、第7図に示したが、
この発明はこれらに限られない。
An example of the apparatus implemented in the method of manufacturing a thermal head according to the present invention is shown in FIGS. 4 and 7,
This invention is not limited to these.

パルス電圧の波高値Vsとパルス数nを計算部
12からパルス発生回路10に自動的に与えてい
るが、これらを手動操作にて設定するようにする
事もできる。それは、パルス発生回路に波高値
Vsとパルス数nを設定するスイツチを設けるこ
とによつて容易に実施できる。又計算部12から
の自動設定と手動操作の両者を併用しても良い。
Although the peak value Vs of the pulse voltage and the number of pulses n are automatically given to the pulse generation circuit 10 from the calculating section 12, these can also be set manually. It is the peak value of the pulse generation circuit.
This can be easily implemented by providing a switch for setting Vs and the number of pulses n. Further, both automatic setting from the calculation unit 12 and manual operation may be used together.

スイツチ9は、第7図の例ではコイル91に通
電して接点92,93を駆動するリレーである
が、これに代えて半導体スイツチを用いることも
可能である。
In the example of FIG. 7, the switch 9 is a relay that energizes a coil 91 to drive contacts 92 and 93, but a semiconductor switch may be used instead.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明に係るサーマルヘツドの製造装置は、
電圧パルスを発熱抵抗体に印加して抵抗値を減少
させるパルス発生回路および発熱抵抗体の抵抗値
を測定する抵抗計とを備えるようにしたので、サ
ーマルヘツドの発熱抵抗体の形状変化を伴うこと
なく抵抗値のばらつきを少なくして、サーマルヘ
ツドの印字濃度のむらを著しく減少させることが
できるとともに、測定した抵抗値の平均値又は標
準偏差を計算する計算部を設けたので抵抗値のば
らつきがどの程度減少したか把握が容易となる。
The thermal head manufacturing apparatus according to the present invention includes:
Since it is equipped with a pulse generation circuit that applies a voltage pulse to the heating resistor to reduce its resistance value and a resistance meter that measures the resistance value of the heating resistor, the shape of the heating resistor of the thermal head does not change. It is possible to significantly reduce the unevenness of the print density of the thermal head by reducing the variation in resistance value without any problem.In addition, it is possible to significantly reduce the unevenness of print density of the thermal head. This makes it easier to understand whether the level has decreased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明に係るサーマルヘツドの製造
方法の原理説明図、第2図、第3図はこの発明に
係るサーマルヘツドの製造方法を実施しない場合
と、実施した場合の抵抗値の分布を示す図、第4
図はこの発明に係るサーマルヘツドの製造方法に
実施する装置の一実施例を示す構成図、第5図は
第4図の主要部の波形図、第6図はこの発明に係
るサーマルヘツドの製造方法の一実施手段を示す
フローチヤート図、第7図は第4図のパルス発生
回路の詳細構成図、第8図は第7図の波形説明
図、第9図はサーマルヘツドの一般構成図、第1
0図は感熱記録装置におけるサーマルヘツドの使
用状態を説明する図、第11図は一般的なサーマ
ルヘツドにおける抵抗値の分布の一例を示す図、
第12図はこの発明によるパルス電圧と抵抗変化
率の特性図である。 図において、1は絶縁基板、2はリード線、3
は発熱抵抗素子、6はプロービング装置、7はサ
ーマルヘツド、8はリレー網、9はスイツチ、1
0はパルス発生回路、11は抵抗計、12は計算
部、14はCPU、31,40,42はタイマ回
路、33はパルス発生器、35は単安定マルチ回
路、37は電圧電源、38は計数器、39は比較
器である。なお、各図中の同一符号は同一又は相
当部分を示す。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the thermal head manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show the distribution of resistance values when the thermal head manufacturing method according to the present invention is not implemented and when it is implemented. Figure shown, 4th
The figure is a block diagram showing an embodiment of the apparatus implemented in the method for manufacturing a thermal head according to the present invention, FIG. 5 is a waveform diagram of the main part of FIG. 4, and FIG. Flowchart diagram showing one implementation means of the method, FIG. 7 is a detailed configuration diagram of the pulse generation circuit of FIG. 4, FIG. 8 is a waveform explanatory diagram of FIG. 7, FIG. 9 is a general configuration diagram of the thermal head, 1st
Figure 0 is a diagram explaining how a thermal head is used in a thermal recording device, Figure 11 is a diagram showing an example of the resistance value distribution in a general thermal head,
FIG. 12 is a characteristic diagram of pulse voltage and resistance change rate according to the present invention. In the figure, 1 is an insulated substrate, 2 is a lead wire, and 3
1 is a heating resistance element, 6 is a probing device, 7 is a thermal head, 8 is a relay network, 9 is a switch, 1
0 is a pulse generation circuit, 11 is a resistance meter, 12 is a calculation unit, 14 is a CPU, 31, 40, 42 are timer circuits, 33 is a pulse generator, 35 is a monostable multi-circuit, 37 is a voltage power supply, 38 is a counter 39 is a comparator. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少くとも酸化ルテニウム系金属とガラスペー
ストの結合材料からなるサーマルヘツドの複数個
の発熱抵抗体の中から選択された所定の発熱抵抗
体につながる導電部に、プローブを接触させて電
圧パルスを印加するパルス発生回路と、前記発熱
抵抗体の抵抗値を測定する抵抗計と、この抵抗計
の測定した複数の測定値を記憶する記憶部と、こ
の記憶内容に基づき、前記発熱抵抗体の抵抗値の
平均値又は標準偏差値を計算する計算部とを備え
この計算部による平均値または標準偏差によつ
て、サーマルヘツドの発熱抵抗体の抵抗値のばら
つきの評価を行なうことを特徴とするサーマルヘ
ツドの製造装置。
1 Applying a voltage pulse by bringing a probe into contact with a conductive part connected to a predetermined heating resistor selected from among a plurality of heating resistors of a thermal head made of a bonding material of at least ruthenium oxide metal and glass paste. a resistance meter that measures the resistance value of the heat generating resistor; a memory unit that stores a plurality of measured values measured by the resistance meter; and a calculation section for calculating the average value or standard deviation value of the thermal head, and the variation in the resistance value of the heating resistor of the thermal head is evaluated based on the average value or standard deviation obtained by the calculation section. manufacturing equipment.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS598232B2 (en) * 1976-07-15 1984-02-23 株式会社東芝 Thick film materials for thermal heads and thermal heads
JPS539543A (en) * 1976-07-15 1978-01-28 Toshiba Corp Thick film material for thermal head and thermal head
JPS5434046A (en) * 1977-08-22 1979-03-13 Fujitsu Ltd Resistance value adjustment of resistance element group

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