JPH04250074A - Thermal head - Google Patents
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- JPH04250074A JPH04250074A JP27703290A JP27703290A JPH04250074A JP H04250074 A JPH04250074 A JP H04250074A JP 27703290 A JP27703290 A JP 27703290A JP 27703290 A JP27703290 A JP 27703290A JP H04250074 A JPH04250074 A JP H04250074A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
A.発明の目的
1)産業上の利用分野
本発明は、ワードプロセッサ、パソコン等の出力装置と
してのサーマルプリンタやファクシミリ等に使用される
サーマルヘッドに関する。[Detailed Description of the Invention] A. OBJECTS OF THE INVENTION 1) Industrial Application Field The present invention relates to a thermal head used in thermal printers, facsimile machines, etc. as output devices for word processors, personal computers, etc.
2)従来の技術
従来、前記サーマルヘッドは、印刷時の騒音が小さく、
また、現像・定着工程が不要なため取り扱いが容易であ
る等の利点を有しており、広く使用されている。2) Conventional technology Conventionally, the thermal head has low noise during printing.
In addition, it has the advantage of being easy to handle because it does not require a developing/fixing process, and is widely used.
このようなサーマルヘッドは、絶縁基板上に列設された
複数の個別電極とこれらの先端部に対応して配置された
共通電極との間にそれらを接続する発熱抵抗体が形成さ
れている、そして、前記サーマルヘッドは、選択された
個別電極および共通電極間に電力を供給して、その部分
の発熱抵抗体を発熱させ、熱記録(印字)を行うように
構成されている。In such a thermal head, a heating resistor is formed between a plurality of individual electrodes arranged in a row on an insulating substrate and a common electrode arranged corresponding to the tips of these electrodes. The thermal head is configured to supply power between the selected individual electrode and the common electrode to cause the heating resistor in that portion to generate heat, thereby performing thermal recording (printing).
前記絶縁基板上に発熱抵抗体を形成する方法としては、
スクリーン印刷等の厚膜技術を用いる方法と、スパッタ
リング等の薄膜技術を用いる方法とが知られている。As a method for forming a heating resistor on the insulating substrate,
Methods using thick film techniques such as screen printing and methods using thin film techniques such as sputtering are known.
前記薄膜技術は均一な発熱抵抗体を形成することができ
るので、薄膜技術で発熱抵抗体を形成した場合には、発
熱抵抗体の抵抗値を一定にするためのトリミング工程を
省略することが可能である。Since the thin film technology described above can form a uniform heating resistor, when the heating resistor is formed using the thin film technology, it is possible to omit the trimming process to make the resistance value of the heating resistor constant. It is.
しかしながら、薄膜技術は生産性が低いという問題点が
ある。However, thin film technology has the problem of low productivity.
前記厚膜技術は薄膜技術に比べて製造設備が安価で生産
性も高いが、一般的にドット密度が高くて均一な発熱抵
抗体を形成することが困難である。Although the thick film technology requires less expensive manufacturing equipment and has higher productivity than the thin film technology, it generally has a high dot density, making it difficult to form a uniform heating resistor.
サーマルヘッドの絶縁基板表面に形成された各発熱抵抗
体(すなわち、各印字ドットに対応する発熱抵抗体)の
抵抗値が均一でないと、発熱した際の発熱抵抗体の温度
に差が生じる。そうすると、熱転写紙等に印字を行った
際、印字した「字」または「図」等に濃度ムラが発生す
る。If the resistance values of the heating resistors (that is, the heating resistors corresponding to each printed dot) formed on the surface of the insulating substrate of the thermal head are not uniform, a difference will occur in the temperature of the heating resistors when they generate heat. In this case, when printing is performed on thermal transfer paper or the like, density unevenness occurs in the printed "characters" or "figures".
従来、厚膜技術で製作したサーマルヘッドにおいては、
前記濃度ムラの発生を防止するために、各印字ドットに
対応する発熱抵抗体の抵抗値を均一にする抵抗値調整用
トリミングが行われている。Conventionally, in thermal heads manufactured using thick film technology,
In order to prevent the density unevenness from occurring, trimming for adjusting the resistance value is performed to make the resistance value of the heating resistor corresponding to each printed dot uniform.
これは、発熱抵抗体に抵抗破壊を生じない範囲で所定の
強度の電界を印加すると、その電界強度に応じて発熱抵
抗体の抵抗値が減少するという性質を利用している。This utilizes the property that when an electric field of a predetermined intensity is applied to the heating resistor within a range that does not cause resistance breakdown, the resistance value of the heating resistor decreases in accordance with the electric field strength.
このような発熱抵抗体の抵抗値を均一化する従来の技術
として、たとえば、特開昭61−83053号公報に記
載されたパルストリミング法が知られている。As a conventional technique for making the resistance value of such a heating resistor uniform, for example, a pulse trimming method described in Japanese Patent Application Laid-open No. 83053/1983 is known.
前記パルストリミング法は、先端部が対向配置された複
数の個別電極および共通電極間をそれぞれ接続する各発
熱抵抗体に幅が一定で電圧値の異なるトリミングパルス
、または、幅および電圧値一定で数の異なるトリミング
パルスを印加するようにしている。In the pulse trimming method, a trimming pulse with a constant width and a different voltage value is applied to each heat generating resistor whose tips are arranged to face each other and connect between a plurality of individual electrodes and a common electrode, or a trimming pulse with a constant width and voltage value is applied to each heating resistor, or a trimming pulse with a constant width and voltage value is applied. Different trimming pulses are applied.
このパルストリミング法によつて発熱抵抗体の抵抗値は
±3%の範囲内で均一化される。By this pulse trimming method, the resistance value of the heating resistor can be made uniform within the range of ±3%.
前述のように、厚膜技術を用いて形成した各発熱抵抗体
の抵抗値を均一化する技術が開発されている一方、他方
では厚膜技術を用いてより均一なしかもドット密度の高
い発熱抵抗体を形成するための技術の開発がなされてい
る。As mentioned above, on the one hand, a technology has been developed to make the resistance values of each heating resistor formed using thick film technology uniform; Techniques for shaping the body are being developed.
そして、絶縁基板表面に均一でドット密度の高い発熱抵
抗体を、厚膜技術により形成するため従来MOD(Me
tallo−Organic Deposition)
法(たとえば、特開平1−220402号公報参照)が
提案されている。この従来のMOD法においては、スク
リーン印刷、ロールコートその他の厚膜技術により、絶
縁基板表面に塗布した金属有機物抵抗体材料を焼成して
前記発熱抵抗体を形成している。このMOD法によって
形成した発熱抵抗体においては、隣接発熱抵抗体間の抵
抗値のバラツキは、約±2%程度と小さく、且つ形状の
バラツキが少ないためドット再現性は良好であるが、基
板全体での発熱抵抗体の抵抗値を±5%以内とすること
は塗布の際の膜厚ムラのため困難である。Conventional MOD (Me
tallo-Organic Deposition)
A method (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 1-220402) has been proposed. In this conventional MOD method, the heating resistor is formed by firing a metal-organic resistor material coated on the surface of an insulating substrate by screen printing, roll coating, or other thick film technology. In the heating resistor formed by this MOD method, the variation in resistance value between adjacent heating resistors is as small as approximately ±2%, and there is little variation in shape, so dot reproducibility is good. It is difficult to keep the resistance value of the heating resistor within ±5% due to unevenness in film thickness during coating.
3)発明が解決しようとする課題
前述のように、パルストリミング法によって各発熱抵抗
体の抵抗値を均一化しても、また、MOD法によって発
熱抵抗体を形成しても、それらの各発熱抵抗体の抵抗値
には±3%程度以上のバラツキが生じる、そして、この
±3%以上の抵抗値のバラツキに基づく発熱抵抗体の発
熱量のバラツキより、印字画像に濃度ムラが発生する。3) Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, even if the resistance value of each heating resistor is made uniform by the pulse trimming method, or even if the heating resistor is formed by the MOD method, each heating resistor There is a variation of about ±3% or more in the resistance value of the body, and the variation in the amount of heat generated by the heating resistor based on the variation of the resistance value of ±3% or more causes density unevenness in the printed image.
ところが、高品質の中間調を表示する高画質印字におい
ては、前記発熱抵抗体の発熱量を均一化するために、そ
の抵抗値のバラツキは、±1%以下であることが要求さ
れる。この要求を満たす手段として、発熱抵抗体をレー
ザでカットしたり、発熱抵抗体にスポット(孔)を開け
たりして、発熱抵抗体の抵抗値を均一化するレーザトリ
ミング法が考えられる。However, in high-quality printing that displays high-quality halftones, in order to equalize the amount of heat generated by the heat-generating resistor, it is required that the variation in resistance value be within ±1%. As a means to meet this requirement, a laser trimming method can be considered in which the heating resistor is cut with a laser or a spot (hole) is made in the heating resistor to make the resistance value of the heating resistor uniform.
このレーザトリミング法を用いれば、各発熱抵抗体の抵
抗値のバラツキを小さくして、各発熱抵抗体での発熱量
を均一化することが可能である。By using this laser trimming method, it is possible to reduce the variation in the resistance value of each heating resistor and make the amount of heat generated by each heating resistor uniform.
しかしながら、前記従来のレーザトリミング法では、発
熱抵抗体の幅を挟くしてその抵抗値を調整しているので
、発熱抵抗体が損傷されて耐電力強度が低下したり、印
字ドット形状が変化したりする等の問題点が生じる。However, in the conventional laser trimming method, the resistance value is adjusted by sandwiching the width of the heating resistor, which may damage the heating resistor, lowering its power resistance, or changing the shape of the printed dots. Problems such as
また、従来の発熱抵抗体は、通常、矩形をしているもの
が多いが、それらの各抵抗体での発信量分布は各部分で
同一である。このため、各発熱抵抗体の温度分布は、中
央部において温度が高く、周辺部において温度が低くな
っている。このため、各発熱抵抗体の中央部にヒートス
ポットが生じている。このヒートスポットの温度が高く
なり過ぎると、発熱抵抗体の寿命が短くなるという問題
点があり、前記ヒートスポットの温度を低く保持すると
、発熱抵抗体外周辺部の温度が低くなり過ぎるという問
題点があった。発熱抵抗体周辺部の温度が低くなり過ぎ
ると、ある一定温度以上で発色する感熱記録紙を用いて
熱記録(印字)を行った場合、感熱記録紙は、前記発熱
抵抗体の中央部と接触する部分は発色するが、低温の周
辺部と接触する部分は発色せず、印字ドットの再現性が
悪くなるという問題点があった。Furthermore, although many conventional heat generating resistors are usually rectangular, the distribution of the amount of emission in each of these resistors is the same in each part. Therefore, the temperature distribution of each heating resistor is such that the temperature is high in the center and low in the peripheral part. Therefore, a heat spot is generated at the center of each heating resistor. If the temperature of this heat spot becomes too high, there is a problem that the life of the heating resistor will be shortened, and if the temperature of the heat spot is kept low, there is a problem that the temperature of the outer periphery of the heating resistor becomes too low. there were. If the temperature around the heating resistor becomes too low, when thermal recording (printing) is performed using thermal recording paper that develops color above a certain temperature, the thermal recording paper will come into contact with the center of the heating resistor. However, the areas that come into contact with the low-temperature surrounding areas do not develop color, resulting in poor reproducibility of printed dots.
ところで、本発明者は、研究の結果、発熱抵抗体の中央
部に電流を流す方向(副走査方向)に特開平4−250
074(3)
沿ってスリットを形成した場合、発熱抵抗体の抵抗値は
そのスリットの長さに比例して変化することを発見した
。By the way, as a result of research, the inventor of the present invention found that the direction of the current flowing through the central part of the heating resistor (sub-scanning direction) is
074(3) It has been discovered that when a slit is formed along the length of the heating resistor, the resistance value of the heating resistor changes in proportion to the length of the slit.
本発明は前述の事情および研究結果に鑑みてなされたも
ので、印字ドットの再現性を悪化させることなく、発熱
抵抗体の抵抗値を調整すると同時に発熱抵抗体の温度分
布を調整して前記ヒートスポットが生じないようにする
ことを課題とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances and research results, and it is possible to adjust the resistance value of the heating resistor and at the same time adjust the temperature distribution of the heating resistor, without deteriorating the reproducibility of printed dots. The challenge is to prevent spots from occurring.
B.発明の構成
1)課題を解決するための手段
前記課題を解決するために、本出願の第1発明のサーマ
ルヘッドは、副走査方向に延びるとともに主走査方向に
列設された複数の個別電極と、それらの個別電極先端部
に対応して副走査方向に離れて配置された共通電極と、
金属有機物抵抗体材料を焼成して形成されるとともに前
記個別電極および共通電極間を接続する発熱抵抗体とが
絶縁基板表面に形成されたサーマルヘッドにおいて前記
発熱抵抗体の中央部に副走査方向に沿うスリットが形成
されたことを特徴とする。B. Structure of the Invention 1) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the thermal head of the first invention of the present application includes a plurality of individual electrodes extending in the sub-scanning direction and arranged in rows in the main scanning direction. , a common electrode arranged apart in the sub-scanning direction corresponding to the tips of the individual electrodes,
In a thermal head formed by firing a metal-organic resistor material and having a heating resistor connecting between the individual electrodes and the common electrode formed on the surface of an insulating substrate, a heating resistor is formed in the central part of the heating resistor in the sub-scanning direction. It is characterized by a slit along the length.
また、本出願の第2発明のサーマルヘッドは、前記第1
発明において、前記副走査方向に離れて配置された各個
別電極と共通電極との間隔が、主走査方向中央部よりも
側方部の方が短く形成されたことを特徴とする。Further, the thermal head of the second invention of the present application is characterized in that
The invention is characterized in that the distance between the individual electrodes and the common electrode arranged apart in the sub-scanning direction is shorter in the side portions than in the central portion in the main-scanning direction.
2)作用
前述の特徴を備えた本出願の第1発明および第2発明の
サーマルヘッドは、発熱抵抗体の中央部に副走査方向に
沿うスリットが形成されており、そのスリットの長さを
各発熱抵抗体で異ならせることにより発熱抵抗体の抵抗
値が調整される。したがって、各発熱抵抗体の抵抗値が
均一になる。2) Effect The thermal heads of the first and second inventions of the present application having the above-mentioned features have a slit formed in the center of the heating resistor along the sub-scanning direction, and the length of the slit is The resistance value of the heating resistor is adjusted by varying the heating resistor. Therefore, the resistance value of each heating resistor becomes uniform.
また、前記スリットが発熱抵抗体の中央部に形成されて
いるため、発熱抵抗体の中央部の発熱量が主走査方向両
側部の発熱量よりも少なくなる。このため、前記スリッ
トは、ヒートスポットが生じるのを防止する作用を奏す
る。そして、発熱抵抗体の抵抗値を大きく変化させる(
調整する)場合、前記スリットが長くなるが、幅が狭い
ので、そのスリット部分にはその両側の発熱部分から充
分な熱量が流入する。したがって、発熱抵抗体の中央部
分の温度が低くなり過ぎることはない。Furthermore, since the slit is formed at the center of the heating resistor, the amount of heat generated at the center of the heating resistor is smaller than the amount of heat generated at both sides in the main scanning direction. Therefore, the slit functions to prevent heat spots from occurring. Then, the resistance value of the heating resistor is changed significantly (
(adjustment), the slit becomes long but has a narrow width, so a sufficient amount of heat flows into the slit portion from the heat generating portions on both sides thereof. Therefore, the temperature of the central portion of the heating resistor does not become too low.
3)実施例 次に、図面により本発明の一実施例について説明する。3) Examples Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明のサーマルヘッドの一実施例の全体説明
図、第2図はその要部の斜視図、第3図は第2図の矢視
m部分の拡大図、第4A図は同実施例の要部の平面図、
第4B図および第4C図は第4A図のIVB−IVB線
およびIVC−IVC線断面図である。Fig. 1 is an overall explanatory diagram of an embodiment of the thermal head of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the main parts thereof, Fig. 3 is an enlarged view of the part shown by arrow m in Fig. 2, and Fig. 4A is the same. A plan view of the main parts of the embodiment,
4B and 4C are cross-sectional views taken along lines IVB-IVB and IVC-IVC in FIG. 4A.
第1図に示すように、プラテンロールRの外周に沿って
搬送される感熱記録紙Pに熱記録(印字)を行うための
サーマルヘッドHは、支持板1を備えている。この支持
板1の表面には、第1図中、右側部分に絶縁基板2が接
着剤によって張付けられており、この絶縁基板2は、ア
ルミナ製本体2aとその表面に形成されたアンダーグレ
ーズ層2bとから構成されている。As shown in FIG. 1, a thermal head H for performing thermal recording (printing) on a thermal recording paper P conveyed along the outer periphery of a platen roll R includes a support plate 1. As shown in FIG. An insulating substrate 2 is attached to the surface of the support plate 1 on the right side in FIG. 1 with an adhesive. It is composed of.
そして、第3図および第4A図に示すように前記絶縁基
板2の表面には、幅90μm、長さ300μmの複数の
発熱抵抗体3が主走査方向Xに沿って島状に設けられて
いる、これらの各発信抵抗体3の中の大部分のものの中
央部には副走査方向Yに沿って抵抗値調整用の幅10μ
mのスリットが形成されている。なお前記スリットにつ
いては後で詳述する。As shown in FIGS. 3 and 4A, a plurality of heating resistors 3 each having a width of 90 μm and a length of 300 μm are provided in an island shape along the main scanning direction X on the surface of the insulating substrate 2. , a width of 10 μm for adjusting the resistance value along the sub-scanning direction Y is provided at the center of most of these transmitting resistors 3.
m slits are formed. Note that the slit will be explained in detail later.
また、前記絶縁基板2表面上には、第3図に示すような
帯状の共通電極本体部4aとこの共通電極本体部4aか
ら櫛歯状に副走査方向Yに突出する多数の共通電極接続
部4bとを有する共通電極4が形成されている。また前
記絶縁基板2表面上には、前記多数の共通電極接続部4
bに対向する位置に所定の距離(150μm)を置いて
配置された多数の個別電極5が主走査方向Xに沿って列
設されている。前記各共通電極接続部4bおよび個別電
極5の先端部は前記絶縁基板2表面上に主走査方向Xに
沿って列設された前記発熱抵抗体3によって接続されて
いる。前述のように幅90μm、長さ300μmの発熱
抵抗体3によって接続された前記両電極4、5間の距離
は150μmであるので、発熱抵抗体3の発熱部の長さ
(発熱抵抗体3の有効長さ)は150μmである。また
、前記個別電極5の基端部(第1図中、左端部)は後述
の駆動用ICと接続するためのパッド(すなわち、IC
接続端子)5aとして形成されている。そして、前記発
熱抵抗体3、共通電極4、および個別電極5等は耐摩耗
層6(第1,3,4A,4B図等参照)によって被覆さ
れている。Further, on the surface of the insulating substrate 2, as shown in FIG. 3, a strip-shaped common electrode main body 4a and a large number of common electrode connection parts projecting in the sub-scanning direction Y in a comb-like shape from the common electrode main body 4a. 4b is formed. Further, on the surface of the insulating substrate 2, the plurality of common electrode connecting portions 4 are provided.
A large number of individual electrodes 5 are arranged in a row along the main scanning direction X, and are arranged at a predetermined distance (150 μm) from each other at positions facing the direction b. The common electrode connecting portions 4b and the tips of the individual electrodes 5 are connected by the heating resistors 3 arranged in rows along the main scanning direction X on the surface of the insulating substrate 2. As mentioned above, the distance between the electrodes 4 and 5 connected by the heating resistor 3 having a width of 90 μm and a length of 300 μm is 150 μm, so the length of the heating portion of the heating resistor 3 (the length of the heating resistor 3) is 150 μm. The effective length) is 150 μm. Further, the base end portion (the left end portion in FIG. 1) of the individual electrode 5 is a pad (i.e., an IC
It is formed as a connecting terminal) 5a. The heating resistor 3, common electrode 4, individual electrodes 5, etc. are covered with a wear-resistant layer 6 (see Figures 1, 3, 4A, 4B, etc.).
前記支持板1の表面には、第1図中、左側部分にプリン
ト配線板7が接着剤によって張付けられており、このプ
リント配線板7表面には外部接続用配線8が形成されて
いる。この外部接続用配線8はその入力端側(第1図中
、左側)において前記プリント配線板7を貫通するコネ
クタピン9を介して、駆動信号入力端子としてのソケッ
ト10に接続されている。プリント配線板7の前記絶縁
基板2に近い部分には駆動用ICが配設されており、こ
の駆動用ICはボンディングワイヤ11および12によ
って前記個別電極5のIC接続端子5aおよび外部接続
用配線8と接続されている。A printed wiring board 7 is attached to the surface of the support plate 1 on the left side in FIG. 1 with an adhesive, and external connection wiring 8 is formed on the surface of the printed wiring board 7. This external connection wiring 8 is connected to a socket 10 as a drive signal input terminal via a connector pin 9 passing through the printed wiring board 7 at its input end side (left side in FIG. 1). A driving IC is disposed in a portion of the printed wiring board 7 near the insulating substrate 2, and this driving IC is connected to the IC connecting terminal 5a of the individual electrode 5 and the external connection wiring 8 by bonding wires 11 and 12. is connected to.
前記ICおよびボンディングワイヤ11,12は、保護
樹脂13によって被覆されており、さらに、前記保護樹
脂13はアルミ製のカバー14によって保護されている
。The IC and bonding wires 11 and 12 are covered with a protective resin 13, and the protective resin 13 is further protected by a cover 14 made of aluminum.
そして、前記サーマルヘッドHは、前記符号1〜14で
示された構成要素および前記駆動用IC等から構成され
ている、そして、前記各発熱抵抗体3が前記耐摩耗層6
を介してローラプラテンR上の感熱記録紙Pに押付けら
れた状態で熱記録(印字)が行われる。The thermal head H is composed of the components indicated by the reference numerals 1 to 14, the driving IC, etc., and each of the heating resistors 3 is connected to the wear-resistant layer 6.
Thermal recording (printing) is performed while being pressed against the thermal recording paper P on the roller platen R via the roller platen R.
次に第5A図〜第9C図により、前記サーマルヘッドの
製造方法の実施例を説明する。Next, an embodiment of the method for manufacturing the thermal head will be described with reference to FIGS. 5A to 9C.
先ず、前記絶縁基板2表面に、イリジウムIr(または
Ru)を含む発熱抵抗体形成用の金属有機物材料(すな
わち、金属有機物抵抗体材料)をスクリーン印刷により
ベタ印刷する。First, a metal-organic material for forming a heating resistor (ie, a metal-organic resistor material) containing iridium Ir (or Ru) is printed all over the surface of the insulating substrate 2 by screen printing.
次にこの金属有機物抵抗体材料が印刷塗布された絶縁基
板2を乾燥後600℃で焼成して、絶縁基板2表面に抵
抗体膜3L(第5A,5B図参照)を形成する。この抵
抗体膜3L上にレジスト層RIを形成してからその上に
露光用のマスクM1を重ねて露光、現像を行う。そうす
ると、第6A,6B図に示すような発熱抵抗体形成用の
レジストパターンRpが得られる。Next, the insulating substrate 2 coated with this metal-organic resistor material is dried and fired at 600° C. to form a resistor film 3L (see FIGS. 5A and 5B) on the surface of the insulating substrate 2. After a resist layer RI is formed on this resistor film 3L, an exposure mask M1 is placed thereon, and exposure and development are performed. Then, a resist pattern Rp for forming a heating resistor as shown in FIGS. 6A and 6B is obtained.
次に前記抵抗体膜3Lをエッチング技術で個別に分離し
て第7A,7B図に示す発熱抵抗体3を形成する。Next, the resistor film 3L is individually separated using an etching technique to form the heating resistor 3 shown in FIGS. 7A and 7B.
次に前記発熱抵抗体3が多数形成された絶縁基板2表面
にメタロオーガニック金ペーストを塗布、焼成後、フォ
トイソエッチング技術により第8A〜8C図に示す共通
電極4および個別電極5を形成する。Next, a metallo-organic gold paste is applied to the surface of the insulating substrate 2 on which a large number of the heating resistors 3 are formed, and after baking, the common electrode 4 and individual electrodes 5 shown in FIGS. 8A to 8C are formed by photoisoetching technology.
前記第5A図〜第8C図に示した発熱抵抗体3、共通電
極4および個別電極5を形成する工程が厚膜技術の一種
のMOD(Metallo−Organic Depo
sition)法である。The process of forming the heating resistor 3, the common electrode 4, and the individual electrodes 5 shown in FIGS. 5A to 8C is a type of thick film technology called MOD (Metallo-Organic Depo).
(location) method.
前記MOD法で形成したこの実施例の発熱抵抗体3は幅
90μm、発熱部(前記両電極4,5先端間の部分)の
長さ150μm、であり、その抵抗値のバラツキは±1
0%以内であった。The heating resistor 3 of this example formed by the MOD method has a width of 90 μm and a length of the heating portion (the portion between the tips of the electrodes 4 and 5) of 150 μm, and the variation in resistance value is ±1.
It was within 0%.
次に第9A〜9C図に示すように、前記発熱抵抗体3の
中央部にYAGレーザにより幅10μmの抵抗値調整用
のスリットを副走査方向Yに沿って形成し、各発熱抵抗
体3の抵抗値を均一にする。Next, as shown in FIGS. 9A to 9C, a slit for adjusting the resistance value with a width of 10 μm is formed along the sub-scanning direction Y in the central part of the heat generating resistor 3 using a YAG laser. Make the resistance value uniform.
ところで、本実施例の発熱抵抗体の場合、前記スリット
の長さと抵抗値変化率(抵抗値上昇率)の関係は第10
図に示すようであった。そして、あるスリット長さでの
抵抗値変化率の相対標準偏差は2%程度と良好であった
。By the way, in the case of the heating resistor of this example, the relationship between the length of the slit and the resistance value change rate (resistance value increase rate) is the 10th
It was as shown in the figure. The relative standard deviation of the rate of change in resistance value at a certain slit length was as good as about 2%.
前記各発黙抵抗体3の抵抗値を前記スリットによる抵抗
値上昇で均一化しようとすれば、各発熱抵抗体3の抵抗
値を一番大きな抵抗値に合わせるようにトリミング(調
整)する必要がある。ところが前述のように、各発熱抵
抗体3の抵抗値のバラツキは±10%以内であるから、
各発熱抵抗体3の抵抗値を抵抗値が最大の発熱抵抗体に
合わせるようにトリミングする場合、抵抗値が最小の発
熱抵抗体3は、その抵抗値を約20%上昇させるような
スリットを形成する必要がある。そして、特開平4−2
50074(5)
抵抗値が最大の発熱抵抗体3にはスリットを形成する必
要はない。また、その他の発熱抵抗体3は、前記スリッ
ト形成による抵抗値のトリミングにおいて、抵抗値の上
昇率は20%以下でよい。前記第10図によれば、本実
施例の発熱抵抗体3は、幅10μm、長さ100μmの
スリットにより20%の抵抗値変化率が得られる。した
がって、前記その他の発熱抵抗体3は、幅10μm、長
さ100μm以下のスリットによって抵抗値のトリミン
グを行うことができる。In order to equalize the resistance value of each of the silent resistors 3 by increasing the resistance value due to the slit, it is necessary to trim (adjust) the resistance value of each heating resistor 3 to match the largest resistance value. be. However, as mentioned above, since the variation in the resistance value of each heating resistor 3 is within ±10%,
When trimming the resistance value of each heating resistor 3 to match the heating resistor with the largest resistance value, the heating resistor 3 with the smallest resistance value forms a slit that increases its resistance value by approximately 20%. There is a need to. And, JP-A-4-2
50074(5) It is not necessary to form a slit in the heating resistor 3 having the maximum resistance value. Further, in trimming the resistance value of the other heating resistors 3 by forming the slit, the rate of increase in resistance value may be 20% or less. According to FIG. 10, the heat generating resistor 3 of this embodiment can obtain a resistance change rate of 20% due to the slit having a width of 10 μm and a length of 100 μm. Therefore, the resistance value of the other heating resistor 3 can be trimmed by a slit having a width of 10 μm and a length of 100 μm or less.
前述のようにして長さが定まるスリットを形成してから
、絶縁基板2表面を対摩耗層で被覆して、前記第4A〜
4C図に示す構成を備えたサーマルヘッドを製造する。After forming a slit with a determined length as described above, the surface of the insulating substrate 2 is coated with an anti-wear layer, and the fourth A to
A thermal head having the configuration shown in Fig. 4C is manufactured.
前述の抵抗値トリミング用のスリット3aを形成した各
発熱抵抗体3は、その抵抗値のバラツキを基板全体で±
1%以内にすることができた。Each heat-generating resistor 3 in which the slit 3a for trimming the resistance value described above is formed has a variation in its resistance value that is ±
We were able to keep it within 1%.
次に、前述の構成を備えたサーマルヘッドの作用を説明
する。Next, the operation of the thermal head having the above-described configuration will be explained.
第1図に示す駆動用ICを介して前記個別電極5および
共通電極4間に選択的に電圧が印加されると、発熱抵抗
体3に電流が流れて発熱抵抗体3が発熱する。この場合
、各発熱抵抗体3は、その抵抗値が前記スリットにより
均一化されているので、消費電力、発熱量が略同じ値と
なる。そして、前記抵抗値トリミング用のスリットが形
成された発熱抵抗体3の主走査方向の発熱量分布hは、
第11図に示すようになる。この第11図から分かるよ
うに、発熱抵抗体3の主走査方向中央部(前記スリット
3aの位置と対応した部分)Aは、その両側部B1,B
2に比べて発熱量が少ないかまたは0になっている。こ
の場合、発熱量の多い前記両側部B1,B2から発熱量
が少ないかまたは0の前記中央部Aに熱が伝導されるの
で、発熱抵抗体3の温度分布t(第11図参照)は略均
一化される。したがって、断定温度To以上で発色する
感熱記録紙を用いて熱記録(印字)を行うと、第11図
下部に示すように発熱抵抗体3の略全面(斜線部分)C
がヒートスポットを生じることなく、所定の発色温度を
to以上となり、その面と接する感熱記録紙は発色する
。したがつて、ヒートスポットを生じることなく、印字
ドットの再現性を良好にすることができる。When a voltage is selectively applied between the individual electrodes 5 and the common electrode 4 via the driving IC shown in FIG. 1, a current flows through the heat generating resistor 3 and the heat generating resistor 3 generates heat. In this case, since the resistance values of the respective heating resistors 3 are made uniform by the slits, the power consumption and the amount of heat generated are approximately the same. The heat generation amount distribution h in the main scanning direction of the heating resistor 3 in which the slit for trimming the resistance value is formed is as follows:
The result is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 11, the central portion A of the heating resistor 3 in the main scanning direction (corresponding to the position of the slit 3a) is different from the side portions B1 and B of the heating resistor 3.
Compared to 2, the amount of heat generated is less or zero. In this case, heat is conducted from the side portions B1 and B2 where the amount of heat generated is large to the center portion A where the amount of heat generated is small or zero, so the temperature distribution t of the heating resistor 3 (see FIG. 11) is approximately Equalized. Therefore, when thermal recording (printing) is performed using thermal recording paper that develops color at a temperature higher than the determined temperature To, substantially the entire surface (hatched area) of the heating resistor 3 appears as shown in the lower part of FIG.
reaches a predetermined color development temperature of to or higher without generating heat spots, and the heat-sensitive recording paper in contact with that surface develops color. Therefore, the reproducibility of printed dots can be improved without generating heat spots.
次に、第12図により本発明のサーマルヘッドの第2実
施例を説明する。Next, a second embodiment of the thermal head of the present invention will be described with reference to FIG.
この第2実施例は、対向する両電極4,5先端部の主走
査方向X中央部を矩形状に切り欠いて、両電極4,5先
端部間の距離が主走査方向中央部よりも両側部において
短くなるように構成した点が前記第1実施例と異なって
いる。In this second embodiment, the center portions of the opposing electrodes 4 and 5 in the main scanning direction It differs from the first embodiment in that it is configured to be shorter at the end.
この第2実施例によれば、発熱抵抗体3の前記両電極4
,5間の抵抗値が主走査方向の両側部よりも中央部で大
きくなっている、したがつて、前記第1実施例と比べて
発熱抵抗体3の主走査方向X中央部での発熱量がより少
なくなる。この場合、スリットが形成されない発熱抵抗
体3においても、ヒートスポットが生じるのを防止する
ことができる。According to this second embodiment, both the electrodes 4 of the heating resistor 3
, 5 is larger at the center than at both sides in the main scanning direction. Therefore, compared to the first embodiment, the amount of heat generated at the center of the heating resistor 3 in the main scanning direction becomes less. In this case, it is possible to prevent heat spots from occurring even in the heating resistor 3 in which no slit is formed.
次に、第13図により本発明のサーマルヘッドの第3実
施例を説明する。Next, a third embodiment of the thermal head of the present invention will be described with reference to FIG.
この第3実施例は、対向する両電極4,5先端部を三角
形状に切り欠いて、両電極4,5先端部間の距離が主走
査方向中央部から両側部に行くに従って短くなるように
構成した点が前記第1実施例と異なっている。In this third embodiment, the tips of the opposing electrodes 4 and 5 are cut out in a triangular shape so that the distance between the tips of the electrodes 4 and 5 becomes shorter from the center in the main scanning direction toward both sides. This embodiment differs from the first embodiment in its configuration.
この第3実施例は、前記第2実施例と同様の作用を奏す
る。This third embodiment has the same effect as the second embodiment.
以上、本発明によるサーマルヘッドの実施例を詳述した
が、本発明は、前述の実施例に限定されるものではなく
、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で
、種々の設計変更を行うことが可能である。Although the embodiments of the thermal head according to the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the gist of the present invention as described in the claims. It is possible to make design changes.
たとえば、スリット形成による発熱抵抗体の抵抗値トリ
ミングは、パルストリミングを行った後に行うことも可
能である。その場合、パルストリミングによって抵抗値
のバラツキが±3%の範囲で均一化された場合、その抵
抗値をスリット形成によってさらに均一化するためには
最大6%の抵抗値変化率が必要となる。スリット形成に
よって6%の抵抗値変化を得るためには、第9図から分
かるように約30μm程度のスリット長とすればよい。For example, trimming the resistance value of the heating resistor by forming slits can be performed after pulse trimming. In that case, if the variation in resistance value is made uniform within the range of ±3% by pulse trimming, a maximum resistance change rate of 6% is required to make the resistance value even more uniform by forming slits. In order to obtain a resistance value change of 6% by forming the slit, the slit length should be about 30 μm, as can be seen from FIG.
また、前記副走査方向に離れて配置された各個別電極と
共通電極との間隔を、主走査方向中央部よりも側方部の
方が短くなるようにするための前記両電極先端部の形状
としてに、実施例で示した形状以外の種々の形状を採用
することが可能である。その際、前記両電極の先端部の
形状を互いに異なる形状とすることも可能である。さら
に、共通電極4は帯状の共通電極本体部4aのみから構
成することも可能である。さらにまた、発熱抵抗体をト
リンミング後、熱アニールすることも可能である。そし
て、絶縁基板表面に電極を形成してから発熱抵抗体を形
成することも可能である。Further, the tip portions of both electrodes are shaped so that the distance between each individual electrode arranged apart in the sub-scanning direction and the common electrode is shorter at the side portion than at the center portion in the main-scanning direction. As such, it is possible to adopt various shapes other than those shown in the embodiments. In this case, it is also possible to make the shapes of the tips of the two electrodes different from each other. Furthermore, the common electrode 4 can also be composed of only the strip-shaped common electrode main body portion 4a. Furthermore, it is also possible to thermally anneal the heating resistor after trimming it. It is also possible to form the heating resistor after forming electrodes on the surface of the insulating substrate.
C.発明の効果
前述の本発明のサーマルヘッは、発熱抵抗体の中央部に
副走査方向に沿う抵抗値調整用のスリットが形成されて
おり、そのスリットの長さを各発熱抵抗体で異ならせる
ことにより発熱抵抗体の抵抗値が調整されている。した
がって、各発熱抵抗体は、その抵抗値が均一になるので
、発熱量も均一になる。また、前記スリットが発熱抵抗
体の中央部に形成されているため、発熱抵抗体の中央部
の発熱量が主走査方向両側部の発熱量よりも少なくなる
。このため、前記スリットは、ヒートスポットが生じる
のを防止する作用を奏する。したがって、発熱抵抗体の
温度分布が均一化される。C. Effects of the Invention In the thermal head of the present invention described above, a slit for adjusting the resistance value along the sub-scanning direction is formed in the center of the heating resistor, and the length of the slit is made different for each heating resistor. The resistance value of the heating resistor is adjusted. Therefore, each heat generating resistor has a uniform resistance value, so that the amount of heat generated is also uniform. Furthermore, since the slit is formed at the center of the heating resistor, the amount of heat generated at the center of the heating resistor is smaller than the amount of heat generated at both sides in the main scanning direction. Therefore, the slit functions to prevent heat spots from occurring. Therefore, the temperature distribution of the heating resistor is made uniform.
また、前記スリットをレーザトリミングで形成した場合
、熱によって発熱抵抗体中央部に対電力強度の低下部分
が生じるが、前述のように、前記中央部の発熱量が少な
くなるので、前記対電力強度の低下の影響を少なくする
ことができる。In addition, when the slit is formed by laser trimming, a part where the power resistance is reduced due to heat is generated in the central part of the heating resistor, but as mentioned above, the heat generation amount in the central part is reduced, so the power resistance is reduced. It is possible to reduce the effect of a decrease in
第1図は本発明によるサーマルヘッドの一実施例の全体
説明図、第2図はその要部の斜視図、第3図は第2図の
矢視m部分の拡大図、第4A図は第3図のIVA矢視図
、第4B図は第4A図のIVB−IVB線断面図、第5
A図〜第9C図は同サーマルヘッドの絶縁基板表面に発
熱抵抗体および電極を形成する方法の説明図、第10図
は前記実施例の発熱抵抗体にスリットを形成した際のス
リット長と抵抗変化率との関係を示す図、第11図はス
リットを形成された発熱抵抗体の発熱量分布および温度
分布の説明図、第12図は本発明の第2実施例の説明図
、第13図は本発明の第3実施例の説明図、である。
2…絶縁基板、3…発熱抵抗体、3a…スリット、4…
共通電極、5…個別電極。
特許出願人 富士ゼロックス株式会社
代理人 弁理士 田 中 隆 秀
外2名FIG. 1 is an overall explanatory diagram of an embodiment of the thermal head according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the main parts thereof, FIG. 3 is an enlarged view of the part shown by arrow m in FIG. 2, and FIG. 3 is a view taken along the IVA arrow, FIG. 4B is a sectional view taken along the line IVB-IVB in FIG. 4A, and 5th
Figures A to 9C are explanatory diagrams of the method of forming a heating resistor and electrodes on the surface of the insulating substrate of the same thermal head, and Figure 10 shows the slit length and resistance when slits are formed in the heating resistor of the above example. A diagram showing the relationship with the rate of change, FIG. 11 is an explanatory diagram of the calorific value distribution and temperature distribution of a heating resistor with slits formed, FIG. 12 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention. 2... Insulating substrate, 3... Heat generating resistor, 3a... Slit, 4...
Common electrode, 5...individual electrode. Patent applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Agent Patent attorney Takashi Tanaka 2 people
Claims (2)
方向(X)に列設された複数の個別電極(5)と、それ
らの個別電極先端部(5a)に対応して副走査方向(Y
)に離れて配置された共通電極(4)と、金属有機物抵
抗体材料を焼成して形成されるとともに前記個別電極(
5)および共通電極(4)間を接続する発熱抵抗体(3
)とが絶縁基板(2)表面に形成されたサーマルヘッド
において、前記発熱抵抗体(3)の中央部に副走査方向
(Y)に沿うスリット(3a)が形成されたことを特徴
とするサーマルヘッド。1. A plurality of individual electrodes (5) extending in the sub-scanning direction (Y) and arranged in a row in the main-scanning direction (X), and a plurality of individual electrodes (5) extending in the sub-scanning direction (X), corresponding to the tips (5a) of the individual electrodes in the sub-scanning direction. (Y
), and a common electrode (4) which is formed by firing a metal-organic resistor material and which is spaced apart from the individual electrodes (4).
5) and the common electrode (4).
) is formed on the surface of an insulating substrate (2), characterized in that a slit (3a) along the sub-scanning direction (Y) is formed in the center of the heating resistor (3). head.
各個別電極(5)と共通電極(4)との間隔は、主走査
方向(X)中央部よりも側方部の方が短く形成されたこ
とを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッド。2. The distance between each individual electrode (5) and the common electrode (4) arranged apart in the sub-scanning direction (Y) is greater in the side part than in the center part in the main scanning direction (X). 2. The thermal head according to claim 1, wherein the thermal head is formed short.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27703290A JPH04250074A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27703290A JPH04250074A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Thermal head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04250074A true JPH04250074A (en) | 1992-09-04 |
Family
ID=17577826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27703290A Pending JPH04250074A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Thermal head |
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JP (1) | JPH04250074A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7728860B2 (en) | 2005-08-12 | 2010-06-01 | Ricoh Company, Ltd. | Method for image processing and image processing apparatus |
JP2012011574A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Kyocera Corp | Thermal head and thermal printer with thermal head |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP27703290A patent/JPH04250074A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7728860B2 (en) | 2005-08-12 | 2010-06-01 | Ricoh Company, Ltd. | Method for image processing and image processing apparatus |
US8264513B2 (en) | 2005-08-12 | 2012-09-11 | Ricoh Company, Ltd. | Method for image processing and image processing apparatus |
JP2012011574A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Kyocera Corp | Thermal head and thermal printer with thermal head |
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