JPH024123B2

JPH024123B2 -

Info

Publication number: JPH024123B2
Application number: JP59247514A
Authority: JP
Inventors: Tetsunori Sawae; Hiromi Yamashita; Takafumi Endo; Kohei Katayama; Yukio Murata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1990-01-26
Also published as: JPS61124102A

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に使
用される厚膜サーマヘツドの抵抗材料およびこの
材料を用いたサーマルヘツドの製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

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。

サーマルヘツドの一般構造図を第１３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にて成膜技術により構
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で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セラミツク基板を使用す
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
―CuTi₂O₃等の材料が用いられる。

又、厚膜方式の場合はRu₂O，PtO等の貴金属
の酸化物をガラス材と混合して塗付して焼結す
る。

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。
このサーマ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１４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１３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。

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り異なるが、約
0.2mJ（ジユール）〜2mJ必要とされる。

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、たとえばシリコン基材の一部に抵抗拡散を行
ない、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。

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待ち合わせていた。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、画質の濃度ム
ラの原因となる。

第１５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。

通常薄膜形の抵抗値ばらつきは、±５％〜±15
％以内に均一化されているのに対し、厚膜形は±
15％〜±30％にばらついており、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待ち合わせている故であ
る。厚膜形でも最近は、微細パターンの形成は薄
膜形に劣らず、作成することが可能となつた。た
とえば導体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。この利点は、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による。
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号に記載され
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、さらには特開
昭54−99443号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。さらには、特開昭
55−47597に記載してあるように薄膜導体に厚膜
抵抗を印刷したものがある。これらは、発熱抵抗
体の形状を均一化し、その効果による抵抗値のば
らつきを改善しようとしたものである。

また厚膜抵抗材料の改良も進められてきた。厚
膜抵抗材料としては、たとえば、特開昭53−9544
号および特開昭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
等が適当である。しかしこれらは、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、発熱抵抗値のバラツ
キの改善とはなつていない。ところで厚膜抵抗体
の形状が幾可学的に、薄膜抵抗体と同等に整つた
とした場合、本当に、抵抗値のばらつきが薄膜抵
抗体と同等になるの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。

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、終局的に
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、ガラスフ
リツト、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、結果生ずる抵抗値のばらつ
きである。これ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によつても解
決されない。これは、酸化ルテニウム等の粒径が
特開昭53−9544号に記載にもあるように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
ムガラスフリツトとの接触界面のMe―Is―Me
（メタル―インシユレーターメタル）の不均質結
合状態による原因が終局的にあるからである。基
本的に厚膜抵抗材料がその焼成温度、雰囲気、焼
成スピードに同一材料にもかかわらず抵抗値が大
幅に変化するのは、Me―Is―Meの結合状態が変
化するためと推定できる。

そこで、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
されるようになつた。しかし、目標とする効果は
得られなかつた。

以上から、接触界面の不均一による厚膜抵抗の
ばらつきを改善しないことには、結局抵抗値のば
らつきが改善されないことがわかる。ところで、
抵抗体のばらつきの改善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て、抵抗値の調整
等を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号又は特開
昭58−7360号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、電気ー熱変換
特性に合わせるように抵抗値を調整している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

厚膜抵抗体の抵抗値のばらつきを改善する従来
の方法はいづれも不十分なものであつた。発熱抵
抗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、衝撃に弱い化
学的トリミング方法は使用できない。また、均一
な温度分布を必要とするので発熱抵抗体の形状も
重要な要素となるため、レーザ、ダイヤモンドカ
ツト、サンドプラスト等の機械的トリミング法で
は、形状の変化によりサーマルヘツドの性能を悪
化させるため使用できなかつた。

この発明は厚膜形サーマルヘツドの発熱抵抗体
の形状を変えることなく、その抵抗値を変化させ
るのに適した抵抗材料およびこの抵抗材料を用い
て抵抗値のばらつきの少いサーマルヘツドを製造
する方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本願の第１発明は一定以上の粒径をもつ酸化ル
テニウムをガラスフリツトおよび酸化ジルコニウ
ムと混合した抵抗材料により発熱抵抗体を形成
し、第２の発明はこのようにして形成した発熱抵
抗体に電圧パルスを印加することにより抵抗値を
減少させ、抵抗のばらつきを減少せしめる。

〔作用〕

一定以上の粒径をもつ酸化ルテニウムとガラス
フリツトと酸化ジルコニウムからなる抵抗材料を
用いて発熱抵抗体を形成すると電圧パルスの印加
によつて発熱抵抗体の抵抗値が減少することを利
用して、抵抗値のばらつきを著しく減少させるこ
とができる。これにより、サーマルヘツドの印字
画質の濃度ムラを著しく減少させることができ
る。

〔発明の実施例〕

この発明は一定以上の粒径をもつ酸化ルテニウ
ムを含んだ抵抗材料を採用し、またサーマルヘツ
ドの製造方法は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。

第１図は本発明によるサーマルヘツドの生産方
法の原理を示す図である。

この発明は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（Ｍ（Metal―lnsulator―Metal）構造をも
つ厚膜抵抗体の絶縁物（Insulator）が電圧によ
りブレークスルーするためであるとも考えられて
いる。ともかく、抵抗体の物理的性質が電圧印加
により変化していることは確実である。

第１図は当初の抵抗値が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。

先づ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よ
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。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。

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。減少後の抵抗
値を測定し、その値がR₀以上であればV₀＋△Ｖ
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＋２△Ｖ
の波高値を持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。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。

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一
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。

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
なついていことがわかる。

第４図はこの発明の生産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。

６は調整対象のサーマルヘツド７に探針（ブロ
ーブ）を押し当てるブロービング装置、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、１
７はプリンタである。

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。

計算部１２から印加電圧の波高値V_S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禁止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禁止信号が出力されている期間は
波高値V_S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
V_S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V_S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側へ切り換えられる。そして更にT₃
時間後にはENABLE禁止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。

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、ブロ
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、再接触さるべくリブロ
ーブ信号を送出する。そして抵抗値の再測定が行
われる。第１図から理解できるように、電圧パル
スの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（ブローブ）の接触不良によるものと考え
られるからである。

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。

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禁止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V_Sを△Ｖ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。

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。

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。

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△ｔ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△ｔは一
定としておいて、パルス周期Ｔとパルス巾△ｔと
の比△ｔ／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、△ｔ／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。

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波高値から第１回の電
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。

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。

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トチヤート図である。

ステツプ２０では波高値V_S、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でブロービング装置６によるサーマルヘツド
７へのブロービングと、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で再びブロービングを行
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△Ｖだけ増してパルスを印加す
る（ステツプ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。

数個の発熱抵抗体を一グループとして抵抗値の
測定が行われることは既に第２図、第３図で述べ
た。

一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は一グループの最大値、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。

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。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、３
８は計数器、３９は比較器である。

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V_S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９
１が通電し、接点９２，９３が図とは反対側に切
替えられる。フリツプフロツプ回路３０がセツト
されてからT₁時間後にタイマ回路３１は出力す
る。これによりフリツプフロツプ回路３２がセツ
トされるとゲート３４が開かれ、パルス発生回路
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。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△ｔをもつパ
ルスに整形する。△ｔ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３５の出力波形を示す。

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△ｔ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９２，９３、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。

ゲート３４を通過するパルスはカウンタ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をリセツト
する。これによりゲート３４は閉じられ、サンプ
ルへの１回のパルス電圧の印加が終了する。

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は抵抗計測に切換えられる。スイ
ツチ９が切換えられると、接点９２，９３は図示
の位置に切換えられ、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。

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がリセツトされ端子出力は
“Ｈ”レベルとなり、ENABLE禁止信号はリセツ
トされる。これにより次の電圧パルスの印加が可
能になる。

本発明による抵抗値の変化の実験結果の一例を
示すと、約2000個の発熱抵抗体（A4版1728ビツ
ト、B4版2048ビツト）について、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±
３％、標準偏差が0.4％になる等大幅に抵抗値の
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。

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
十Ｖ、印加パルス電圧の１回毎の増加分△Ｖ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個のパルス巾△ｔを1μない
し数μ秒、パルス間隔を数十μ秒として発熱体の
抵抗値の調整を行つた。

時限T₁，T₃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。

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。

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。

この発明に係るサーマルヘツドの製造方法を実
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。

パルス電圧の波高値V_S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説定するようにする
事もできる。それは、パルス発生回路に波高値
V_S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。

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、
これに代えてサイリスタスイツチを用いることも
可能である。

以上に述べた電圧パルスを印加して抵抗値を減
少させて抵抗のばらつきを少くする方法を効果的
に行うためには、この方法に適した発熱抵抗体用
材料を選択しなければならない。サーマルヘツド
の発熱抵抗体の材料となる厚膜抵抗材料は、その
導電物質として酸化ルテニウムを主体として、他
の白金族元素の単体またはその酸化物を使用し、
これをほうけい酸ガラス、ほうけい酸鉛ガラス等
のガラスフリツトと混合することに任意のシート
抵抗値を有する抵抗ペーストを導出できる。とこ
ろが上述した発明の実施にあたり重要な点とし
て、電圧パルスを印加して抵抗値を減少させる過
程において、抵抗ペーストの種類に応じて、抵抗
値の減少率が異なり、種類によつては、抵抗値の
減少がほとんどないものもある。すなわち、主と
して酸化ルテニウムとガラスフリツトとの配合量
の差異で抵抗値の電圧パルスに対する減少率が異
なるということである。酸化ルテニウムの配合が
ガラスフリツトより減少するほど、抵抗値の減少
率が大きくなる。第９図のように、材料分析で知
られた３種のそれぞれ、酸化ルテニウムＲとガラ
スフリツトＧとの配合が異なる抵抗ペーストで電
圧パルスを印加し、抵抗値の減少率を測定したデ
ータでは、酸化ルテニウムとガラスフリツトとの
配合量が同比率（R50，G50）では、約10％の抵
抗値の減少（△R₃）しか見込めないのに対し、
酸化ルテニウムの配合量が、減少するにつれて抵
抗値の減少率が大きくなり、ガラスフリツトが70
％（R30，G70）では、抵抗値の減少率は50％以
上（△R₁）にも達する。この理由は、模式図第
１０図で示すMe―Is―Me層領域がガラスフリツ
トが多いと、ブレークスルーが多くなり、結果、
抵抗値の減少率が大きくなると推定されるがこの
メカニズムは、今のところよく解明されていな
い。また別の実験では、酸化ルテニウムの粒径を
変化させることにより抵抗値の減少率が変化す
る。酸化ルテニウムの粒径は、遠心分離機を用い
て粉さいするが、必ずしも均一な粒径は得られな
いため、第１１図に示す粒度分布曲線を用いてそ
の曲線の50％値で粒度が規定する。第１２図に酸
化ルテニウム40％、ガラスフリツト60％の配合比
率で、酸化ルテニウムの粒度を変化させて抵抗値
の減少率を測定した結果を示す。酸化ルテニウム
の粒径を0.6μm以上にすると抵抗値の減少率は大
きくなり、電圧パルス印加による抵抗減少の効果
がある。粒径が1.0μの場合、比較的小さな電圧パ
ルスでも抵抗値が上昇しているが、これは抵抗体
が破壊したことを意味するので、電圧パルスの波
高値はかなり低く制限しなければならない。

〔発明の効果〕

この発明に係るサーマルヘツドの製造方法は、
電圧パルスを発熱抵抗体に印加して抵抗値を減少
させるようにしたので、サーマルヘツドの発熱抵
抗体の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。又その際発熱抵抗体材料として一定以
上の粒径をもつ酸化ルテニウムとガラスフリツト
と酸化ジルコニウムとを含むものを選択すること
によつて上述の製造方法がより容易に実施でき
る。

【図面の簡単な説明】

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を
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順を示す
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図はこの発明による厚膜抵抗ペーストの
材料成分の差異による抵抗値の減少率を示す特性
図、第１０図は発熱抵抗体の内部構造を示す模式
図、第１１図は酸化ルテニウムの粒径を定義する
粒度分布曲線、第１２図は、酸化ルテニウムの粒
径の差異による抵抗値の減少率の差異を示す特性
図、第１３図はサーマルヘツドの一般構成図、第
１４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１５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
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はブロービング装置、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。

Claims

【特許請求の範囲】１酸化ルテニウムとガラスフリツトと酸化ジル
コニウムとを含み、酸化ルテニウムの粒径は、粒
度分布曲の50％平均で規定したとき0.6μm以上で
ある材料により発熱抵抗体を形成したサーマルヘ
ツド。２酸化ルテニウムとガラスフリツトと酸化ジル
コニウムとを含み、酸化ルテニウムの粒径は、粒
度分布曲線の50％平均で規定したとき0.6μm以上
である抵抗材料により発熱抵抗体を形成し、この
発熱抵抗体に電圧パルスを印加してその抵抗値を
所定値の範囲に減少させることを特徴とするサー
マルヘツドの製造方法。