JPH0480048A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 、八　発明の目的 Ｉ）　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
ｆ−でのサーマルプリンタやファクシミリ等に使用され
るサーマルへノドの製造方法に関する。

ハ　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汲いが容易であ
る等力利点を有しており、広く使用されている。

二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！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、前記サーマルへ・ノドは、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。

前記絶縁基板上に発熱抵抗体を形成する方法と−では、
スクリーン印刷等の厚膜技術ご用いる方法と、スバ！タ
リング等の厚膜技術を用いる方法とが知られている。

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
を省略する二とが可能である。

しかしながら、薄膜技術は生産性が低いという間琵点が
ある。

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、−船釣にド・ｌ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。

サーマルヘソド力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／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４等に濃度ムラが発生
する。

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４度ムラの発生を防止するために前記各ト・トに対
置する発ｊｋ抵抗体の抵抗値を均一にするトリミング工
程うことが多い　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
實に応じて発熱抵抗体の抵抗値が；＋ｆ’Ｊ−するとい
つ性質を利用している 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
載されたものか知られている、二の公報に記載されたも
のは、先端部が対向配置された複数の個別電極および共
通ｔｆ！間をそれぞれ個別に接続する複数の各発熱抵抗
体に福が一定で電圧値の異なるトリミングペルス−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。

その公報の実施例に記載されたものは、絶縁基板上の各
ドツトに対応する発熱抵抗体の初期抵抗値Ｒ１コ測定し
　各発熱抵抗体の初期抵抗値Ｒｉが目標抵抗値ＲＯより
も大きい場合には、発熱抵抗体に所定の電圧ＶＯのトリ
ミングパルスを印加して発弧抵抗体の抵抗値を減少させ
る。この減少した抵抗値が、目標抵抗値Ｒ１１よりもま
だ大きい堝きには、前記所定の電圧〜′０にΔ■だけプ
ラスした電圧■０＋ΔＶのトリミングパルスを印加して
発熱抵抗体の抵抗値をさらに減少させる。この、さらに
減少した抵抗値が目標抵抗値ＲＯよつもまだ大きい場合
には、前記所定の電圧■０に２ΔＶだけプラスした電圧
ＶＯ↓２ΔＶのトリミングパルスご印加して発熱抵抗体
の抵抗値をさらに減少させる。このようにして発熱抵抗
体の抵抗値が目標抵抗値ＲＯ以下に収まるまで、ΔＶづ
つプラスした電圧ＶＯ十ｎΔＶのトリミングパルスを印
加するようにしている。

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ツト密度の高
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。

そして、絶縁基板表面に均一でドツ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　（Ｍ
ｅｔａｌｌｏ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）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
、スクリーン印刷法等の厚膜技術により、絶縁基板表面
に塗布した金属有機物抵抗体材料＝ｆＲ成して前記発熱
抵抗体を形成している。ぞして、二のＭＯＤ法において
は、比較的低温度の５００℃以上の焼成１度で発熱抵抗
体を形成きることか知られている。

３）　発明が解決しようとする課題 ところで、前記Ｍ　ＯＤ法で発熱抵抗体を形成した場合
、第１２図に示すように一金属有機物抵抗体材料の焼成
温度が８００℃までは発熱抵抗体の抵抗値が変化するが
、焼成温度を８００℃以上にしても発熱抵抗体の抵抗値
はほとんど変化しなくなる。そして、この８００°Ｃ以
上で焼成して形成された発熱抵抗体は、第１３図に示す
ようなパルスを印加した場合の５ｔｅｐ　５ｔｒｅｓ　
Ｔｅ５ｔ　（Ｓ　Ｓ　Ｔ　）のカーブが、第１４図の実
線Ａで示すようになる。

この第１４図の実線Ａから分かるように　焼成温度８０
０℃以上で形成された発熱抵抗体は、０３Ｗ（印字時に
おける常用印加電力）をａｌｌ、−る；力のパルスご印
加しても抵抗値が変化せず　結局抵抗破壊を起こして抵
抗値が急激に増加するまて゛。

抵抗値はぼとんと゛変化しないことが分かる。すなわち
、ＭＯＤ法により焼成温度８００℃以上で形成された発
熱抵抗体はその抵抗値が安定していることが分かる。

したがって従来は、ＭＯＤ法で発熱抵抗体を形成する場
合には、発熱抵抗体の抵抗値が安定する８００℃以上の
焼５Ｉｉ、４度で焼成することが多かった。この場合、
ＭＯＤ法で形成した前記各発熱抵抗体は抵抗値のトリミ
ングを行わなくてもその抵抗値のバラツキは讐通±３〜
５％程度と小さい。

そして、二の各抵抗値のバラツキをさらに小さく調整し
ようとして、トリミングパルスを印加しても、前記第１
４図実線Ａで示すように抵抗値がほとんど変化しない。

したがって従来は、ＭＯＤ法によって形成された発熱抵
抗体の抵抗値をパルストリミングによって調整すること
は行われていなか−Ｉな。

ところが　本発明前は次の８点（ａ）、　（ｂ）に気が
付いた ｆａ＋　　ＭＯＤ法で形成した発熱抵抗体は　焼成１度
を低くした場合　実際の印字時の印加電力よりも大きな
電力のトリミングパルスの印加によりかなりの抵抗値変
化が生じる（たとえば、焼成温度が約６００’Ｃ程度の
場合、第１４図の破ＩＩＢで示すように最大３５％の抵
抗値変化が生じる）（ｂ）　　実際の印字時の印加パル
スよりも大さな電力のトリミングパルスで抵抗値調整を
行った場合実際の印字時の比較的小さな電力の印加パル
スでは、前記調整された抵抗値に変化が生じない。

本発明は前述の事情に濫みてなされたものでＭＯＤ法に
よって形成された発熱抵抗体の抵抗値のバラツキを小さ
くすることを課Ｍ！：する。

Ｂ５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、本発明のサーマルヘッドの
製造方法は、複数の個別電極と　それらの個別を優先端
部に対応して配夏された共通電極と、金属有機−抵抗体
材料を焼成して形成されるとともに前記各個別ｉｓおよ
び共通電極閏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の製造方法において。

前記金属有機物抵抗体材料を焼成して発熱抵抗体を形成
する際、前記焼成して形成された発熱抵抗体に抵抗値調
整用のトリミングパルスを印加した時に抵抗値が大きく
変化する焼成温度で焼成し、その後、前記各発熱抵抗体
にトリミングパルスを印加して各発熱抵抗体の抵抗値の
バラツキを小さくすることを特徴とする。

２）　　作　　用 前述の本発明のサーマルへｙドの製造方法では、前記金
属有機物抵抗体材料を焼成して形成された発熱抵抗体は
、抵抗値調整用のトリミングパルスが印加された時に抵
抗値が大きく変化する焼成温度で焼成されている。した
がって、発熱抵抗体にトリミングパルスを印加すること
により、各発熱抵抗体の抵抗値を所望の大きさだけ変化
させて各発熱抵抗体の抵抗値のバラツキと小さくするこ
とができる７ 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。

第１［２ｆｆは本発明の厚膜型サーマルへ・ソドの製造
方法の一実施例で製造されたサーマルヘッドの全体説明
図、第２図はその要部の斜視図、第３図は第２図の矢視
■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ｒＶＢ−ｒＶＢｌ
ｉおよびｒＶＣ−ＩＶＣ線断面図であり、第５Ａ〜第１
１図は同サーマルヘッドの製造方法の説明図である。

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、二の絶縁基板２は、ア
ルミナ製本体２ａとその表面に形成された約６ＯＬｉｍ
の厚さの７７ダーグし−ズ層２ｂとがら構成されている
　エして　第３図に示すように前記絶縁基板２の表面に
は　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。この発飢抵抗体３は、後述するように
、金！ｉＥ有機物抵抗本材料ｔ６００°Ｃで焼成して形
成されたものである。

また、前記？ＩＡ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４
ａ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と、前記多数の共通電
極接続部４ｂに対向オる位１に所定の路肩を１いてＲ１
された多数の個別を瘉５とが形成されている。前記各共
通電極接続部４ｂおよび個別電極５は前記絶縁基板２表
面上に主走査方向Ｘに沿って配設された前記発熱抵抗体
３によって接続されている。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
るためのバンド（すなわち、ＴＣ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ｒ！Ｊ粍層ｂ（第１．３．
４Ａ、４Ｂ図１９照）によって被覆されている。

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ｖｉ７が接着剤によって張付けられており　二の
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＠（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ゲ
ソト１０に接続されている３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〕２に
よって前記個別電極５のパ／ド５ａおよび外部接続用配
線８と接続されている。

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
。

そして、前記サーマルヘッドＨは、前記符号１〜１４で
示された構成妾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。

次に前記サーマルヘッドの製造方法の実施例を説明する
。

（イ）抵抗体膜および発熱抵抗体形成用のレジストパタ
ーン形成工程（第５Ａ、５Ｂ図参照）先ず、前記絶縁基
板２表面に、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。

前記金属有機物抵抗体材料としては、たとえば。

エンゲルハード社のメタルレジネート（商品名）の下記
の番号の各溶液を混合したものを使用する。

Ａ−１１２３（Ｉｒ有機物材料） ＃２８−ＦＣ（Ｓｉ有機物材料） ＃８３６５　（Ｂｉ有機物材料） すなわち、上記各溶液を焼成後の原子数比が、Ｉｒ：Ｓ
ｉ：Ｂｉ＝１＋１：１となるような割合で混合し、さら
に、α〜タービイ・オール、ブチルカルピトールアセテ
ート等の溶剤分使用して粘度を５０００−３００００ｃ
ｐｓにＪｌｉする。この混合物〈すなわち、金属有機物
抵抗体材料）を１゜Ｏ〜４００メノンユのステンレスス
クリーンにより前記絶縁基板２表面上に印刷塗布する。

この金属有機物抵抗本材料か印刷塗布された絶縁基板２
を１２０℃で乾燥してから、赤外線ベルト焼成炉におい
て温度６００°Ｃで１０分間焼成して抵抗体膜３Ｌを形
成する。このようにして形成される抵抗体膜３Ｌは、た
とえば膜厚０．１〜０５μｍであり、シート抵抗は膜厚
０２μｍに換算して１５０Ω／口程度である。

次に、前記抵抗体１１１ＢＬ上にレジスト層Ｒ１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。

（ロ）発熱抵抗体形成工程（第７Ａ、７Ｂ図参照） 次に、エツチング液（フッ硝酸シを用いてエツチングを
行うと　絶縁基板２表面に多数の発熱抵抗体３が形成さ
れる、 （Ｉｔ）　を優形成工程（第８Ａ〜９０図参照）次に２
前記発熱抵抗体３が形成された絶縁基板２表面にノリタ
ケ株式会社製のメタロオーガニック金ペーストＤ２７を
ヘタ印刷して６００℃で焼成し　金膜４Ｌを形成する。

次に、前記金膜４Ｌ上にレジスト層Ｒ２を形成してから
、マスクＭ２を重ね、露光、現像を行って１ｃ僅形成用
のレジストパターン９得る８次に、エンチング液（ヨウ
素−ヨウ化カリウム溶液）を用いてエツチングを行い、
前記金膜４Ｌから第９Ａ〜９Ｃ図に示す共通電極４およ
び個別電％５を形成する。

（ニ）耐摩耗層形成工程 次に、前述の発熱抵抗体３．共通電極４および個別電極
５が形成された絶縁基板２表面上に、耐摩耗層形成用の
金属有機物材料をスクリーン印刷によりベタ印刷する。

このスクリーン印刷された絶縁基板２ｆ！：Ｑ２燥させ
てから赤外線ベルト焼成炉において６００℃で焼成して
耐摩耗層ｂ（第１３．４Ａ、４Ｂ図等参照）を形成する
。二の耐摩耗層すは必要に応じて多層に形成し、厚さ３
μｍ程度になるようにする。

このようにして、前記第４Ａ〜４Ｃ図に示したような、
金属有機物抵抗体材料から形成さｎた発熱抵抗体３およ
び電極４．うが表面に形成された絶縁基［２が得られる
。

この絶縁基板２の発熱抵抗体３は、金属有機物抵抗体材
ｆ１分６００℃で焼成して形成されているので、第１４
図の点線Ｂで示すように、印字時の常用印加電力である
０　３Ｗ（ワット）を越疋る抵抗値調整用トリミングパ
ルスを印加することにより、その抵抗値を最大３５０６
程度変化させることができる。

そこで、前記絶縁基板２表面に形成された各発熱抵抗体
３の抵抗値は第１０図のブロック線図で示されるトリミ
ング装！によりトリミングされる。

第１０図において、プローバ２１は、前記個別電％５の
バリド５λに接触する探針２Ｌａ、２１ａ・を（ｌｌｊ
ている。そして、前記プローバ２１にはマルチ７レクサ
リレー２２が接続されており、これらのプローバ２１お
よびマルチ７レクサリレー２２はコンピュータ２３によ
り制御されて、前記探針２１＆１個別を掻５を介して前
記Ｑ熱抵抗体３．３．・・（第３図参照）中の１ビＩト
を選択するように構成されている。

前記マルチプレクサリレー２２は、前記コンピュータ２
３によって制御される切替スイッチ２４を介してパルス
発生器２５の出力端子、または抵抗測定器２６の入力端
子に選択的に接続されるように構成されている。

次に、前述の第１０図のブロック線図で示されるトリミ
ング装置の作用を第１１図のフローチャートにより説明
する。

前記絶縁基板２表面に形成された前記複数の発熱抵抗体
３のトリミングを行う処理〈フロー）が開始されると、
ステップＳ１において前記プローバ２１の探針２１ａ、
２１ａ、・・・を前記個別を衡５５　・のバｌド５ａ、
５ａ、　　に接触させ、探針２１の数に応じた数（たと
えば１２８）の発熱抵抗体３力初期抵抗値Ｒ１と測定す
る。

次にステップＳ２において、ｎ＝１と置く。

次にステップＳ３において前記各発熱抵抗体３３、　の
中からｎ＝１に対応するビットくすなわち発熱抵抗体）
を選択する。

次にステップＳ４において抵抗値が目標値の所定範囲内
に在るかどうかを判断する。ノー（Ｎ　）の場合はステ
ップＳ５に移る。

ステップＳ５において発熱抵抗体３に印加するトリミン
グパルスの電圧値と計算する。この電圧値の計算方法と
しては、たとえば、前記特開昭６１−８３０５３号公報
に記載された方法を採用する。

次にステップＳ６において発熱抵抗体３にトリミングパ
ルスを印加する。

次にステップＳ７において前記発熱抵抗体３の抵抗値を
測定してから前記ステップＳ４に戻る。

ステップ＄４においてイエスの場合はステップＳ８に移
る。

ステ・リプＳ８においてｎ＝＝ｎ本１と１く。

次にステップＳ９において１＝ｎｏかどつかを判断する
。ただしｎｏは前記個別電極５に接触する前記プローブ
２１の探針２１３．の数に１をプラスした数であり、た
とえば探針２１＆の数が１２８であるならばｎｏ＝１２
９である。このステ・ｌプＳ９においてノーの場合は前
記ステ・ｌプＳ３に戻り。

イエスの場合には全ての探針（たとえば１２８本の探針
）２１＆に接続された発熱抵抗体３．３・・のトリミン
グが終了したものとして、次のステップＳ１０に移る。

ステップＳ１０において、前記絶縁基板２表面の発熱抵
抗体３．３．・・の全ビットのトリミングが終了したか
どうか判断する。このステップＳｌＯにおいてノーの場
合には前記ステップＳｌに戻り、まだトリミングの終了
していない発熱抵抗体３３、・・・に接続された個別電
極５，５．・・のパ・ｌド５＆に前記プローバ２１の探
針２１＆を接触させてその各発熱抵抗体３，３．・・・
の初期抵抗値Ｒ１を測定する。こカステリプＳＩＯにお
いてイエスの場合には前記絶縁基板２ｉ１１！面の発熱
抵抗体３のトリミングのフローを終了する、 このトリミングにより、前記金属有機物抵抗体材料から
形成された各発熱抵抗体３のバラツキのあった初期抵抗
値Ｒｉを所定の目標範囲内に収める二とかて゛きる。

以上、本発明によるサーマルへ・ｌドの実施例を詳述し
たが、本発明は、詳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１種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、発熱抵抗体をトリミング装置ニールすること
も可能である。また　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り、その場合は
電極の焼成温度を６００℃よりも高く（すなわち１発熱
抵抗体形成時の焼成温度よりも高く）設定することが可
能である。さらに、発熱抵抗体は、実施例で示した以外
の成分の金属有機物抵抗体材料を焼成して形成すること
が可能であり、またその際の焼成４度は焼成して形成さ
れた発熱抵抗体がトリミングパルスにより実用的な程度
の抵抗値変化を生ずるような温度であれば種々の値を選
択することが可能である。さらにまた、トリミングパル
スのパルス幅は適当な値を採用することが可能である。

Ｃ発明の効果 前述の本発明のサーマルヘッドの製造方法は。

前記金属有機物抵抗体材料を焼成して形成された発熱抵
抗体が、抵抗値調整用のトリミングパルスを印加された
時に抵抗値が大きく変化する焼成温度で焼成されている
ので１発熱抵抗体にトリミングパルスを印加することに
より、発熱抵抗体の抵抗値を比較的大きく変化させるこ
とができる。したがって、金属有機物抵抗体材料から形
成された発熱抵抗体の抵抗値のバラツキを小さくするこ
とができる。したがって、各発熱抵抗体の発熱量を均一
にすることができるので、均一な濃度の印字を行えるサ
ーマルへ・ソドを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルヘッドの製造方法の一実
施例で製造されたサーマルヘッドの全体説明図、第２Ｉ
２Ｉはその要部の斜？！図、第３１２１は第２図の矢視
■部片の拡大図、第４Ａ図は第３図のｒＶＡ矢視図、第
４Ｂ図は第４Ａ図のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図、第５Ａ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図は同
サーマルヘッドの製造に使用するトリミング装！の説明
図、第１１図は前記第１０図のトリミング装置の作用を
説明するためのフローチャート、第１２〜１４図は金属
有機物抵抗体材料から形成される発熱抵抗体の特性を説
明するための図、である。 ２　絶縁基板、３・・発熱抵抗体　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　　　１）　中　　　隆　　秀外２名 第３図 第２図 第１０図 第１ １図 業ｆに１ ｌＦ２１ １Ｉｓｅｃ 第１ ２図 第１３図 １０ＩＩｓｅｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の個別電極（５）と、それらの個別電極先端部に
   対応し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各個別電極（
   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
   の製造方法において、 前記金属有機物抵抗体材料を焼成して発熱抵抗体（３）
   を形成する際、前記焼成して形成された発熱抵抗体（３
   ）に抵抗値調整用のトリミングパルスを印加した時に抵
   抗値が大きく変化する焼成温度で焼成し、その後、前記
   各発熱抵抗体（３）にトリミングパルスを印加して各発
   熱抵抗体（３）の抵抗値のバラツキを小さくすることを
   特徴とするサーマルヘッドの製造方法。